HPC China 2012：多核計算機系統(tǒng)結構權衡
咸師 發(fā)表于：12年10月31日 14:11 [原創(chuàng)] DOIT.com.cn
2012年10月29日-31日，由中國計算機學會主辦的 “2012年全國高性能計算學術年會”（HPC China 2012）在湖南省張家界陽光酒店召開。本屆盛會圍繞著高性能計算技術的研究進展與發(fā)展趨勢、高性能計算的重大應用等主題展開，促進信息化與工業(yè)化的深度 融合，為相關領域的學者提供交流合作、發(fā)布最前沿科研成果的平臺，推動中國高性能計算的發(fā)展。
在第三天的高性能計算大會下午的分論壇上，來自北京航空航天大學的劉宇航介紹了關于“多核計算機體系結構構思的權衡取舍分析”主要是分析在當前計算機體系結構上眾多部件之間如何權衡性能和功能，是同構還是異構等一些列的問題。
【圖】 北京航空航天大學的劉宇航
現在計算機進入多核的時代，我們如何權衡取舍，由于性能建立在功能基礎之上，所以如果增加了過多的功能，那他的性能就不能夠得到很好的發(fā)揮，例如延遲和帶寬的問題，是盡量縮短延遲好還是在保持一定延遲擴大帶寬呢？這就是一個權衡的問題，一個計算機系統(tǒng)，是同構還是異構，同樣是采用同構好還是采用異構好？
在計算機設計之初我們要考慮許多問題，只有考慮好你的需求才能夠權衡好計算機的性能與功能，因地制宜。下面列出了計算機結構上需要考慮那幾個維度。
【圖】計算機考慮的維度列表
以深騰7000為例，在其主體上采用大規(guī)模的異體系結構的超級計算機。
【圖】深騰7000體系結構
如圖所示大規(guī)模異構并行體系結構中，系統(tǒng)主要包括主機單元、計算單元、加速單元三個異構的處理單元。三個單元各自基于不同的處理器技術，分別是于承載不同類型的系統(tǒng)任務應用負載。三中處理單元既具有一定的獨立性，可獨自運行并行計算應用，又能相互協同工作，協作完成并行計算任務。在上述異構并行體系結構下，可綜合考慮超級計算中心系統(tǒng)建設中面臨的應用適應性、性能、功耗、體積、成本等多目標需求，按需設計和靈活配置三個處理單元的能力，使得整機系統(tǒng)可實現強大的超級計算能力。經濟的總體擁有成本，滿足多樣化的應用需求，并達到系統(tǒng)高效能的要求。
【圖】三種處理器的權衡結構
計算機體系結構設計同時具有藝術性和工程性，片上多核處理器為新型計算機體系結構的設計提供了機遇。劉宇航表示為了讓構思有線索可循，他建立一個了基于多核處理器的計算機體系結構構思的對立統(tǒng)一模型。這個模型是體系結構設計思想和方法的模型，不是一種關于某種具體結構的設計結果。
