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Cell“越界”
原本为了游戏主机而开发的Cell芯片,今天居然进入了高性能计算领域,这着实让人大吃一惊。Cell为何可以“越界”?Cell拓展到其他领域能成功吗?近日,基于Cell芯片的IBM BladeCenter Grid)中得到了应用。
Cell芯片最初是由IBM、索尼和东芝共同为游戏主机而研制的。但是最近它很不“安分”,近一年来它跳出游戏主机的心脏,积极拓展到医疗图像、高性能计算等领域。而在中国,Cell芯片的应用才刚刚开始。去年10月,Grid提供基于Cell的刀片服务器计算节点的项目,并鼓励开发各种能够充分利用其独特性能的应用。今年4月,国内第一台基于Cell的刀片服务器系统IBM BladeCenter QS20投入运行。目前,中国科学院各院所、Grid使用这一位于北京的中国科学院超级计算中心的系统。Cell在中国的首次应用非常顺利。

何以“越界”

从游戏主机到科学甚至商业计算,Cell芯片何以跨越差别如此巨大的应用领域?IBM下一代计算系统和技术杰出工程师Robert Guernsey博士解释说,IBM BladeCenter QS20是一种基于Cell的刀片系统,专为Cell高性能计算力以及图形密集型应用而设计。尤其是Cell突破性的多内核架构和超高速技术能力采用了通常用于IBM最尖端服务器上的并行处理技术,大大提高了实时响应速度,有效地提供了类似超级计算机的性能。因此,医疗图像、金融模拟、多类型建模、航天计算、数字动画和网络通信等领域都是Cell非常适合的拓展方向。
就CNGrid的初步应用来看,BladeCenter QS20将地震应用的计算速度提高了60倍。也就是说,地震预报专家可以在短短几分钟内得到以往需要数小时才能得到的计算结果。国家863计划高效能计算机及网格服务环境重大项目总体组组长钱德沛教授透露,目前,Cell多核并行处理技术的能力和性能已经在地震预报、分子动力学仿真以及MPEG2代码转换机等应用中有了体现。
中国国家网格运营中心主任迟学斌教授表示,地震预测和分子动力学仿真都是计算密集型应用,而且分子动力学仿真还是存储高速访问型应用。Grid的应用效果来看,Cell可以适应于这两种应用。可见,当初为游戏而生的Cell现在在科学计算和超级计算领域也开始发挥作用。


困难仍然不小

但是,作为一款专用设备,Cell的体系架构和传统处理器不同,因此在编程方面会有很多新问题。也就是说Cell能否成功“越界”应用,不仅取决于它本身的体系特征,还要有丰富的软件使它可以真正应用。Grid和IBM就联合组建了测试团队,通过进行一系列优化软件和Cell的硬件潜力开发来实现Cell的高性能计算应用。钱德沛坦言,Cell现在的应用还很少,其应用移植或应用开发还面临很多问题。
据悉,编译器、并行处理环境等在程序设计上都需要大量工作,尤其是对于一些大型程序所需要的时间较长。Grid不到半年的时间里,已经移植了一些IBM演示程序,并且,双方共同开发了地震预测和分子动力学仿真应用。
IBM中国技术学院院长John J. Turek博士认为,IBM的Cell技术梦想就是将多核芯片不断推进。为了加快Cell应用,IBM将在软件上开发更多通用工具。此外,应用开发商也可以用C++等传统编