[焦點議題] 超級電腦突破傳統新發展

超級電腦(Super Computer)發展至今,樣貌輪廓似乎逐漸改變當中,應用是否擴大到更多不同領域、其所具備的高速運算能力,是否有機會切入目前正夯的雲端運算,成為眾所矚目的焦點之一。此次我們就來探討看看,超級電腦目前的發展現況與應用,以及是否已經開始滲透到「雲」裡頭。

超級電腦(Super Computer)發展至今,樣貌輪廓似乎逐漸改變當中,應用是否擴大到更多不同領域、其所具備的高速運算能力,是否有機會切入目前正夯的雲端運算,成為眾所矚目的焦點之一。此次我們就來探討看看,超級電腦目前的發展現況與應用,以及是否已經開始滲透到「雲」裡頭。

所謂的超級電腦(Super Computer),指的是計算能力與容量超越一般電腦的機器設備,其運算速度至少都必須要高達每秒兆次以上,但除了超高運算速度之外,超級電腦的輪廓其實一直在改變當中,從最剛開始必須透過特別設計開發的高速運算晶片與主機,到後來利用串接CPU或GPU做高速運算的模式,超級電腦已經不再像過去侷限在處理晶片的製程開發上,誰能滿足高速運算需求,誰就能以超級電腦自居。

也因此,從串接一般CPU做為高速運算的超級電腦,發展至今,擅長於平行運算的GPU也開始積極投入超級電腦領域,希望能開發出更多不同領域的需求與應用,諸如繪圖運算需求者,都是搭配GPU架構出來的超級電腦的市場目標。

目前超級電腦的發展究竟到了什麼樣的進程,又有哪些突破性的應用或發展趨勢,在談這些之前,我們必須先從「定義」開始。

逐漸蛻變的「超級電腦」
對於「超級電腦」不同的角色定位,關係著超級電腦能做的事情可以有哪些。國家高速網路與計算中心主任江國寧表示,超級電腦已經不再像過去光憑單一超強核心來達到高速運算能力的電腦,而是以一般量產的CPU串接成龐大運算能力,「一般來說,至少要具備20T Flogs(浮點運算)才可稱為超級電腦。」江國寧認為,其實還有許多人對於超級電腦的認識停留在特殊製程的單一核心電腦,「自從一般CPU的運算能力也不斷拉高之後,多核心超級電腦早已成了常態。」他表示,多核心超級電腦常應用在金融產業與線上遊戲產業,尤其在金融產業往往需要快速運算需求,以因應金融證券每秒幾十萬上下的產業特性。

工業技術研究院資訊與通訊研究所副所長余孝先也表示,如果以過去的超級電腦定義來看,隨著個人電腦所使用的傳統晶片運算能力提高,以及評估採用量產CPU較針對小眾市場開發特殊晶片更具成本效益,舊型超級電腦的重要性與普遍性早已下滑,取而代之的是以幾萬顆CPU串接而成的「新型」超級電腦,廣泛地獲得採用,因此,像是IBM所開發的Blue Gene即屬於此類型超級電腦。如果以新的定義看待超級電腦,反而需求有增無減,IBM資深資訊工程顧問陳俊傑表示,以全球市場來看,超級電腦的需求越來越龐大,「例如,根據調查,2015年歐洲氣象局將會需要比現有系統還要再提高10倍運算能力的超級電腦。」

GPU的崛起
除了以傳統量產的一般CPU晶片串接而成的超級電腦之外,現在市場上也出現了另外一種不同的超級電腦─利用GPU平行運算能力所串接而成的超級電腦。這種GPU式的超級電腦主要推動者為GPU廠商NVIDIA,值得一提的是,NVIDIA除了推出較為人所熟知的「個人級超級電腦」(近似於過去的工作站(Workstation))之外,其實日前也與伺服器廠商合作推出了資料中心等級的超級電腦,企圖競爭更大的市場版圖。

(…未完,更多精采內容請參閱網路資訊雜誌223期6月號)

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