特拉公司能挽救超级计算机业吗?
【美国《科学美国人》月刊文章】题:一种新的科学计算机能使一个垂死的工业起死回生吗?
不到四年前,超级计算机市场似乎突破了一向以政府和专业为其根基的领域,进入了一个辉煌的、更为广泛的商业和工业领域。仅在美国就有十多家公司把目标转移到销售或者发展极高性能的计算机上,但是并非像许多分析家预测的那样使主流产业发生大的转移。
相反,规划和鼓励从事这种计算机研究的组织,几乎全都萎缩和倒闭(一些公司甚至没有完成他们的样机)。目前在美国仅有两家从事高档超级计算机的国内公司尚能支持:刚刚被硅图形公司购买的克雷研究公司和国际商用机器公司。
目前,西雅图的特拉(Tera)计算机公司作为一个新的加入者正准备来趟这滩混水。特拉计算机公司姗姗来迟的计算机已经研制了近10年,超级计算机市场在此期间经历了由荣至衰,最后陷入目前的停滞状态。该公司希望于明年年初在圣迭戈加利福尼亚大学超级计算机中心推出其第一台计算机。
特拉计算机公司的计算机据称是世界上第一台共享存储器计算机,它的规模可以扩大到包含数百个处理器。拥有如此众多的处理器可以使计算机获得进行大规模并行处理的能力。在一台共享存储器计算机中,所有的处理器访问一个普通的存储器,而在一种被称之为分布存储器的设计中,每个处理器都拥有自己的存储器。共享存储器的主要优点是易于使用。
在制造并行度高的共享内存计算机的工作中遇到的最大困难,是必须采用众多技术以确保许多处理器不会因同时试图访问同一数据而相互抑制,这会浪费它们过多的时间,而这些技术又易导致计算机各项性能严重降低的低效率。
特拉公司希望利用一种独特的设计绕过这个问题,在采用这种设计时,每一个计算机的处理器都能像128个不同的“虚拟”处理器一样工作。每一个虚拟处理器分别处理不同的程序设计作业,即处理一个大型作业任务的不同部分。在每一个时钟周期内,这种计算机可以从一个虚拟处理器切换至另一个虚拟处理器。在这样做时,它在每一个时钟信号里执行一条不同程序的指令。这一同样的思路可以使该计算机的处理器免于数据竞争。
特拉公司计算机的处理器是定制设计的,这一点是重要的,因为大规模生产的处理器的能力及经济性常常被认为是导致超级计算机市场垮台的因素。
当基于现有处理器的、非常便宜、容易使用的工作站在性能上得到进一步提高时,少有购买者会愿意购买基于定制处理器的相对复杂、特别是非常难于为其编程的超级计算机。
另一方面,计算机科学家们认为,处理器的定制设计是为像特拉计算机这样拥有许多处理器(最终可高达256个)的共享存储器计算机提供的唯一方法。
康奈尔大学研究超级计算机的康奈尔理论中心的主管马尔文·卡洛斯认为,不管特拉计算机是否成功,超高性能的计算可以在未来的计算机上实现。他断言,只有这种计算机有可能达到每秒钟万亿次的浮点运算速度(一个“万亿浮点”),这正是众多科学家和工程师梦寐以求的。

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