随着2012年的到来,高性能计算(HPC)也随之进入了其发展的黄金时期,从而使得高性能计算将推动众多领域的发展,并体现其特有的价值。

超级计算机所带来的变化具有深刻的意义,现今,超级计算机应用跨域众多领域并悄无声息的渗透到科研机构、实验室、教育机构之中,并在模拟天气、医学研究等领域作出贡献。高性能计算推进伟大科学理论和技术的发展,而不仅仅是只得出分析报告。高性能计算使人类正从信息时代转而迈入“知识时代”。

高性能计算系统的发展已经从以往的对海量信息进行运算并给出结果到现今高性能计算系统已经具备了实时的交互功能,并具有自己的“见解”。

2011年底,由日本RIKEN高级计算科学研究院(AICS)与富士通的联合制造的超级计算机K Computer更是首个跨越亿亿次运算的超级计算机。而随着2012年的到来,高性能计算系统必将在以下10个领域中大放异彩。

 

一、针对个人基因的医学技术

得益于高性能计算的发展,随着研究人员对技术研究脚步的加快,个人的基因组测序成本已经下降到几乎与MRI(核磁共振)的花费相同。在2012年我们将看到根据病人具体基因组模式所设计并生产的药物。

 

二、更加精准的预报天气

如今日常的天气预报已经做的相当准确,但在预测严重风暴的趋势和时间上仍然有待加强。进入2012年后人们将会看到高性能计算对恶劣天气预测精度的显著改善。

 

三、共享内存计算将带来惊喜

共享内存计算技术将会在2012年成为主流。人们将更容易的是使用该技术用于海量的数据密集型计算。这一切都得益于系统所具有的在一个单一的、系统级共享内存空间中有效管理超大规模数据的能力。全局共享内存技术不但允许应用程序访问本节点的TB级空间,而且能够保障应用程序有效访问本节点之外的内存空间。

 

四、Hadoop更广泛的应用

正如我们所见的计算技术的突飞猛进一样,Hadoop如今也越来越受到众多IT厂商的重视。Hadoop现已成为大数据领域的重要技术,并得到企业和政府的一致好评。而其具备处理、分析海量非结构化数据(高清晰度的媒体文件等)的能力更是传统关系数据库无法企及的。

 

五、协处理器和“加速器”将带来显著的性能

这种新技术体系一种是以CPU为主体,主力运算基于GPU的混合加速运算架构。而另一种是体系是以采用与主CPU架构基本相同的多个x86核心集成来辅助主CPU运算的类型。两种体系趋势的共同点都是在CPU中嵌入更多的核心。而无论哪种体系,未来都会将高性能计算性能提升到新的台阶。

 

六、企业将大规模部署公共云

现今一些全球最大的私有云主要分布在政府以及其他机构之中。但在2012年,企业将打破固有的常规,并紧随Amazon、Facebook以及Microsoft的脚步大力部署公共云。公共云服务能融合PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务)功能,同时企业可以按月缴费使用,公共云还内置资源管理、安全、数据交换和整合、弹性需求和病毒扫描等功能。

 

七、数据中心将更趋于绿色化

PUE(Power Usage Effectiveness)是评价数据中心能源效率的指标。而PUE 1.0作为“完美”的能效值一直是众多企业追寻的目标。未来的趋势不仅仅是消除数据中心所产生的热量,而是应想方设法“回收”数据中心产生的热量并用在其他领域。最好的实例是位于数据中心旁的啤酒厂已经利用数据中心产生的热量用于自身的生产。

 

八、计算流体力学

计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是21世纪流体力学领域的重要技术之一,使用数值方法在计算机中对流体力学的控制方程进行求解,从而可预测流场的流动。计算流体力学已经显示出了其强大的功能,从自行车到宇宙航天器计算流体力学可凭借其优势使制造商无需昂贵和费时的物理实验模型并使用计算机建模取而代之。美国空军F-35战斗机所使用的附面层分离进气道就是CFD的成果之一。同时计算流体力学也已经渗透到医学领域,人们通过其模拟人体动脉血管血流量的数值。

 

九、全球变暖的预测更为精确

气温对人类的起源和发展起着关键性的作用,然而目前人类文明遭遇全球变暖的新挑战,对人类的生命和财产造成损失。而在未来100年对于全球变暖的预测的误差将会变得更加精确。高性能计算将帮助人们对地球上不同的至关重要的“热点”地区进行精准预测。

 

十、进行宇宙理论验证

Stephen Hawking教授的黑洞蒸发和宇宙是如何形成等理论一直是科学界的焦点话题,而高性能计算机对于探明黑洞蒸发现象、宇宙起源和万物诞生等方面理论的验证发挥了重要作用。

海量的需求也促进了人们对于高性能计算技术的热情,高性能计算所带来的挑战也激励人们继续创新,并将高性能计算带入更多的领域。未来高性能计算必将更多的造福于人类。(李智/编译)