走向計(jì)算架構(gòu)的下一個(gè)十年:超算引發(fā)體系革命(轉(zhuǎn)載)

4年前 (2021-08-30)閱讀762回復(fù)0
龔憐蕾
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  超算中心希望對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供支持,就如同水電這類公共品的支持一樣,成為國(guó)家大科學(xué)裝置的聚集高地AI文件與輸出菲林不一致。。。

  5G商用牌照的快速落地,意味著我們正加速走向數(shù)據(jù)量爆發(fā)的新世代AI文件與輸出菲林不一致。。。對(duì)于計(jì)算領(lǐng)域而言,則是要適配更碎片化的復(fù)雜需求。

  近日舉行的2019年國(guó)際智能計(jì)算機(jī)大會(huì)上,中國(guó)工程院院士李國(guó)杰指出,在當(dāng)前摩爾定律接近失效的階段,下一個(gè)十年將出現(xiàn)全新計(jì)算機(jī)架構(gòu)的“寒武紀(jì)”大爆發(fā)AI文件與輸出菲林不一致。。。

  他甚至呼吁,“未來十年應(yīng)該有IBM360和RISC一樣重大的體系結(jié)構(gòu)發(fā)明,中國(guó)學(xué)者應(yīng)該做出不愧于時(shí)代的貢獻(xiàn)AI文件與輸出菲林不一致。。。”

  現(xiàn)階段的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展確實(shí)影響到了算力效果AI文件與輸出菲林不一致。。。國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心主任張?jiān)迫?1世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,從近期發(fā)布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500榜單中可以發(fā)現(xiàn),算力增長(zhǎng)速度和更新速度都在放慢。這意味著在摩爾定律走向失效過程中,廠商迭代處理器的熱情也在放緩。

  在云計(jì)算、量子計(jì)算等新興技術(shù)的推動(dòng)下,超級(jí)計(jì)算的演進(jìn)也將融入更多元廠商的智慧AI文件與輸出菲林不一致。。。而底層架構(gòu)方面,經(jīng)歷過以PC時(shí)代英特爾X86的主導(dǎo)、移動(dòng)時(shí)代ARM架構(gòu)的主導(dǎo)之后,RISC-V被視為有望成為下一個(gè)接棒的著力點(diǎn)所在。

  產(chǎn)業(yè)內(nèi)生和外部環(huán)境變化之下,計(jì)算世界正延伸出更大的底層想象力和應(yīng)用空間AI文件與輸出菲林不一致。。。

  新技術(shù)與超算的交融

  在ABC(人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算)等技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下,超級(jí)計(jì)算與之也有了更深切的結(jié)合點(diǎn)AI文件與輸出菲林不一致。。。

  李國(guó)杰就將超算上升到了“智能超算”的定義,將其理解為面向智能應(yīng)用的超級(jí)計(jì)算機(jī)AI文件與輸出菲林不一致。。。

  他指出當(dāng)前超算的能效增長(zhǎng)已遠(yuǎn)低于速度增長(zhǎng),這是產(chǎn)業(yè)70年發(fā)展中首次出現(xiàn)的情形AI文件與輸出菲林不一致。。。“大數(shù)據(jù)計(jì)算的能效已低至20-200KOPJ,這意味著70年未有之大變局。”他進(jìn)而指出,目前任何新器件都不可能解決低功耗問題,需要跨層協(xié)同。同時(shí),研究智能超算要著眼于“低熵”特征的未來架構(gòu),通過全棧的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)不確定挑戰(zhàn),從而保障可預(yù)期的性能和結(jié)果。

  國(guó)家超算深圳中心主任馮圣中在接受采訪時(shí)也認(rèn)為,面向AI的超算意味著需要對(duì)計(jì)算機(jī)能效比進(jìn)一步提升AI文件與輸出菲林不一致。。。假如要求手機(jī)端通過AI芯片加速器實(shí)現(xiàn)能效提升10倍,對(duì)于超算則意味著同樣成本前提下提高到100倍。“這對(duì)超算的系統(tǒng)搭建和應(yīng)用,意味著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。”

  而從實(shí)現(xiàn)路徑上看,傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算其實(shí)存在一定程度的路徑融合AI文件與輸出菲林不一致。。。

  在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪時(shí)張?jiān)迫硎?,傳統(tǒng)超算中心與新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都有超算需求,在同時(shí)支持人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)趨勢(shì)之下,二者也正在向彼此靠攏AI文件與輸出菲林不一致。。。

  “目標(biāo)一樣,但路線不大一致AI文件與輸出菲林不一致。。。”他續(xù)稱,從云計(jì)算出發(fā)支持高性能計(jì)算的模式被稱為高性能云,是云廠商著力的方向;傳統(tǒng)超算則希望從超算角度支持云業(yè)務(wù)的發(fā)展。這導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)如今也希望參與到傳統(tǒng)超算的建設(shè)中來,當(dāng)然目前尚未出現(xiàn)成功案例。

  早期超算與云計(jì)算曾有一定時(shí)期的互斥,這是源于虛擬化后的云計(jì)算開銷太大,但超算追求的是極致性能AI文件與輸出菲林不一致。。。不過隨著云計(jì)算快速發(fā)展,虛擬化的消耗不斷降低,甚至一些云廠商已經(jīng)將其降到可被忽略的程度。

  張?jiān)迫榻B道,目前業(yè)界形成的共識(shí)是,用Docker容器技術(shù)的云計(jì)算,進(jìn)而支持超算發(fā)展,其性能和技術(shù)發(fā)展水平都更為成熟AI文件與輸出菲林不一致。。。“今后超算中心會(huì)部署容器云,用它來輸出超算。”他進(jìn)一步指出,為了加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度,超算中心正計(jì)劃與云廠商聯(lián)合發(fā)布高性能云產(chǎn)品,以期用不同形式把計(jì)算能力輸送出去。

  濟(jì)南中心的愿景,是打造一個(gè)“算力工廠”AI文件與輸出菲林不一致。。。希望算力對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供的支持,能類比如今水電這類公共品的支持一樣,成為國(guó)家大科學(xué)裝置的聚集高地。

  同樣將作為基礎(chǔ)設(shè)施的5G到來,意味著萬物互聯(lián)后帶來的爆發(fā)性數(shù)據(jù)量和更多樣的數(shù)據(jù)來源AI文件與輸出菲林不一致。。。這是超算發(fā)展中不可避免的下一個(gè)機(jī)會(huì)點(diǎn)。

  馮圣中告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者,目前包括電信運(yùn)營(yíng)商、通信設(shè)備商、AI企業(yè)等都在自建機(jī)房用于解決內(nèi)部超算需求,并不是所有超算需求都會(huì)負(fù)載在中心,但前者會(huì)向中心進(jìn)行相應(yīng)咨詢AI文件與輸出菲林不一致。。。而對(duì)超算中心而言,5G對(duì)大數(shù)據(jù)處理要求會(huì)大幅提升,考驗(yàn)著超算中心如何管理和使用其能力。

  這也意味著新應(yīng)用場(chǎng)景的次第爆發(fā),“對(duì)深圳中心來說,今年以來,公安部門、金融機(jī)構(gòu)等都向我們提出了新需求,看如何在5G背景下做相關(guān)支持,服務(wù)的套餐也會(huì)有所不同AI文件與輸出菲林不一致。。。”

  張?jiān)迫獎(jiǎng)t認(rèn)為,從運(yùn)算鏈條上看,5G并不會(huì)很快對(duì)超算帶來很大影響AI文件與輸出菲林不一致。。。“5G意味著傳輸速度更快,文件更細(xì)碎,并發(fā)度更高。對(duì)超算來說,這意味著數(shù)據(jù)分布方式和處理模型的不同。”張?jiān)迫嬖V21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者,不過目前看來,首先沖擊的還是端側(cè)處理器的設(shè)計(jì),經(jīng)歷過端側(cè)、云端后,才會(huì)落到超算這一階段。

  新運(yùn)算時(shí)期的機(jī)會(huì)

  計(jì)算領(lǐng)域正面臨一系列內(nèi)生和外部環(huán)境變化AI文件與輸出菲林不一致。。。從半導(dǎo)體行業(yè)本身而言,悲觀者認(rèn)為,在未來5-10年后,摩爾定律就將完全失效。這將是更底層的考驗(yàn)。

  張?jiān)迫蛴浾咧赋觯傇诋?dāng)前階段,一味更新處理器未必是好事AI文件與輸出菲林不一致。。。“換新后效果差不多甚至更慢,但并行度卻更大了,對(duì)我們并不是好事。這導(dǎo)致程序編寫難度更大,可靠性也會(huì)不如從前。”

  因此,超算世界還面臨著下一個(gè)計(jì)算平臺(tái)是什么的問題AI文件與輸出菲林不一致。。。在量子計(jì)算、生物計(jì)算甚至光計(jì)算等領(lǐng)域發(fā)展的當(dāng)下,產(chǎn)業(yè)也在尋找下一個(gè)革命性變化的出處。

  面對(duì)業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)為量子計(jì)算將替代超算,張?jiān)迫址穸ㄓ^點(diǎn)AI文件與輸出菲林不一致。。。他指出,歸根結(jié)底,量子計(jì)算也是一個(gè)計(jì)算工具,可以將之納入超算體系。

  “二者各有優(yōu)勢(shì)AI文件與輸出菲林不一致。。。量子計(jì)算比較擅長(zhǎng)解決優(yōu)化類、并行度高的問題,?cè)缱顑?yōu)路徑、藥物篩選、組合爆炸問題等,但并不適合浮點(diǎn)計(jì)算、科學(xué)計(jì)算。超算和量子計(jì)算并不是沖突關(guān)系,而可以互補(bǔ)。”他向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者解釋道,關(guān)于新材料領(lǐng)域的探索也在進(jìn)行,是否能找到延長(zhǎng)摩爾定律的條件,目前尚沒有確定性答案。

  李國(guó)杰則指出,模擬計(jì)算值得重視AI文件與輸出菲林不一致。。。“連續(xù)變量的模擬計(jì)算是非圖靈計(jì)算。經(jīng)過60年的變遷,模擬計(jì)算有沒有機(jī)會(huì)東山再起,連續(xù)變量與離散變量的混合計(jì)算可能會(huì)開辟計(jì)算新天地。”

  不過在底層架構(gòu)層面,開源指令集架構(gòu)RISC-V的興起正在吸引產(chǎn)業(yè)界眼球,尤其在目前移動(dòng)世界ARM架構(gòu)處于統(tǒng)領(lǐng)地位的情況下AI文件與輸出菲林不一致。。。印度就在熱烈擁抱RISC-V。

  在前述大會(huì)期間,致象爾微電子科技創(chuàng)始人方之熙就指出,無論在數(shù)據(jù)中心、智能手機(jī)還是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng),功耗問題越來越嚴(yán)重,這是很難解決的問題AI文件與輸出菲林不一致。。。

  而近幾十年來,微架構(gòu)創(chuàng)新極少,性能改進(jìn)不到位;微處理器設(shè)計(jì)過于依賴于軟件生態(tài)系統(tǒng)和軟件兼容性;安全、隱私和可靠性在微處理器設(shè)計(jì)中越來越重要;尚且缺乏用于新興應(yīng)用的微處理器技術(shù),?cè)鏏I、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等AI文件與輸出菲林不一致。。。這些都成為RISC-V興起的背景。

  從芯片設(shè)計(jì)角度來說,RISC-V是比ARM更開放的模式,意味著不再會(huì)被大公司一家壟斷,而可以鼓勵(lì)小公司形成小社團(tuán)AI文件與輸出菲林不一致。。。對(duì)中國(guó)而言,將是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。

  芯原股份創(chuàng)始人戴偉民也認(rèn)為,半導(dǎo)體技術(shù)達(dá)到了物理極限背景下,數(shù)據(jù)中心對(duì)計(jì)算的需求迅猛上漲,諸如深度學(xué)習(xí)在線預(yù)測(cè)、直播中的視頻轉(zhuǎn)碼、的特性正符合人工智能異構(gòu)計(jì)算的發(fā)展需要。

  “基于RISC-V來發(fā)展國(guó)產(chǎn)處理器是可以考慮的方向,需要進(jìn)一步研討AI文件與輸出菲林不一致。。。”張?jiān)迫绱吮硎尽?

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