军事:中美最新超级计算机哪家强称中国已连续六度称雄(3)
互联网 2015-11-17 14:03:25
异构计算的优势
因超算大多应用于金融、制造、能源、科研和军事等领域,对双精浮点要求较高。采用GPGPU或众核芯片做加速器,一方面可以获得很高的浮点性能,另一方面可以获得不错的性能-功耗比。以天河2号的一个计算节点为例:
Xeon-E5的满载功耗达145W,双精浮点为0.21TFlops,而Xeon-PHI功耗300W,双精浮点达1T Flops;天河2号一个计算节点由2片Xeon-E5和3片Xeon-PHI组成,理论双精浮点性能为3.42T Flops,功耗为1190W,理论双精浮点性能与功耗的比值为2.87GFlops/W。相同功耗下使用8片Xeon-E5只能获得1696Gflops的理论双精浮点性能,理论双精浮点性能与功耗的比值为1.42GFlops/W。从数据可以看出,在同等功耗下,在使用Xeon-PHI加速后,理论双精浮点性能与是只使用Xeon-E5的2倍。
因此,相同功耗的情况下,异构计算能获得非常高的理论双精浮点性能。
诚然,有得必有失,在获得性能优势的同时,也不可避免的会导致编程方面的困难。具体来说,用GPU做加速器的话,会因为GPU和CPU的编程模型不一致,导致在编程上不如采用同构技术(e.g. 纯CPU)的超算方便,在通用性方面也会稍逊一筹。
总之,同构计算编程方便、效率高、通用性强;异构计算编程麻烦、效率不如同构超算、通用性差,但是性能-功耗比高。因此虽然在通用性和效率方面相比采用同构计算的超算处于劣势,但更加好的性能-功耗比成为其更受偏爱的原因。天河2号、天河1号、曙光6000等超算都采用了异构计算架构。
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