高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史

1、高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史《計(jì)算機(jī)組成原理讀書報(bào)告計(jì)算機(jī)組成原理讀書報(bào)告》在老師的推薦下，基于自己感興趣的部分，近些天我查閱了“高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史”網(wǎng)絡(luò)資源，從曾聽說到熟悉，短短的幾周之內(nèi)，對高性能計(jì)算機(jī)或多或少有了更加深刻的了解，高性能計(jì)算（HighPerfmanceComputing）目前是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，隨著信息化社會的飛速發(fā)展，人類對信息處理能力的要求越來越高，不僅石油勘探、氣象預(yù)報(bào)、航天國防、科學(xué)研究等需

2、求高性能計(jì)算機(jī)，而金融、政府信息化、教育、企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)游戲等更廣泛的領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苡?jì)算的需求迅猛增長。通過GPU加速高性能計(jì)算可能將從大型計(jì)算機(jī)發(fā)展到臺式機(jī)以及桌邊型計(jì)算機(jī)上。但是追溯其發(fā)展歷史，前輩們還是經(jīng)過很長時(shí)間的探索技術(shù)，革新技術(shù)的。搜集了各種資料，整理了高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程：自1964年以后高性能計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:萌芽階段、向量機(jī)鼎盛階段和大規(guī)模并行處理機(jī)（MPP）蓬勃發(fā)展階段。1.萌芽階段（19641975）1964年

3、誕生的CDC6600被公認(rèn)為世界上第一臺巨型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度為1Mflops。70年代初研制成功STAR100向量機(jī)，這是世界上最早的向量機(jī)。隨后于1974年，誕生了世界上最早的SIMD陣列計(jì)算機(jī)ILLIACIV并行機(jī)。2.向量機(jī)鼎盛階段（19761990）1976年，CRAY公司推出CRAY1向量機(jī)，開始了向量機(jī)的蓬勃發(fā)展，其峰值速度為0.1Gflops.1985年，CRAY2，1Gflops1990年SX322Gflops1991

4、年，CrayYMPC9016Gflops向量機(jī)處理對提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度十分有利，有利于流水線的充分利用，有利于多功能部件的充分利用，但由于時(shí)鐘周期已接近物理極限，向量計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展已經(jīng)不太可能。3.MPP蓬勃發(fā)展階段（1990年至今）就在傳統(tǒng)向量機(jī)逐漸萎縮的同時(shí)，應(yīng)來了大規(guī)模并行處理MPP機(jī)蓬勃發(fā)展的時(shí)代。各種新技術(shù)層出不窮，大公司也紛紛介入。這一時(shí)期的代表機(jī)型有：1989年，BBN公司的TC20001992年，Intel公司的Pa

5、ragon，TMC公司的CM51993年，Cray公司的T3D1994年，IBM公司的SP2曙光2000一種叫超級計(jì)算機(jī)，主要是用于科學(xué)工程計(jì)算及專門的設(shè)計(jì)，如CrayT3E；另一種叫超級服務(wù)器，可以用來支持計(jì)算、事務(wù)處理、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與服務(wù)，如IBM的SP和國產(chǎn)的曙光2000。高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)化、體系結(jié)構(gòu)主流化、開放和標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用的多樣化等方面。網(wǎng)絡(luò)化的趨勢將是高性能計(jì)算機(jī)最重要的趨勢，高性能計(jì)算機(jī)的主要用

6、途是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中的主機(jī)。以后越來越多的應(yīng)用是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用，會出現(xiàn)數(shù)以十億計(jì)的客戶端設(shè)備，所有重要的數(shù)據(jù)及應(yīng)用都會放在高性能服務(wù)器上，ClientServer模式會進(jìn)入到第二代，即服務(wù)器聚集的模式，這是一個(gè)發(fā)展趨勢。美國一直是世界上最重視高性能計(jì)算機(jī)、投入最多和受益最大的國家，其研究也領(lǐng)先于世界。美國能源部的加速戰(zhàn)略計(jì)算I計(jì)劃，目標(biāo)是構(gòu)造100萬億次的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件和算法，在2004年真實(shí)地模擬核爆炸；白宮直屬的HECC（H

7、ighEndComputingComputations）計(jì)劃，對高性能計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，并構(gòu)建高性能基礎(chǔ)設(shè)施；Petaflops計(jì)劃開發(fā)構(gòu)造千萬億次級系統(tǒng)的技術(shù)；最新的Ultrale計(jì)劃目標(biāo)在2010年研制萬萬億次級系統(tǒng)。日本計(jì)劃將于2002年研制成40萬億次的并行向量機(jī)。歐洲的強(qiáng)項(xiàng)則主要體現(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方面?？偟膩碚f，國外的高性能計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，在各個(gè)領(lǐng)域都有比較成熟的應(yīng)用實(shí)例。在政府部門大量使用高性能計(jì)算

8、機(jī)，能有效地提高政府對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的宏觀監(jiān)控和引導(dǎo)能力，包括打擊走私、增強(qiáng)稅收、進(jìn)行金融監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、環(huán)境和資源的監(jiān)控和分析等等。高性能計(jì)算機(jī)能為企業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值是非凡的，國外的企業(yè)和用戶已經(jīng)充分地認(rèn)識到這一點(diǎn)。一個(gè)證明是，20世紀(jì)90年代中期以來，國外80%以上企業(yè)的信息主管在選購機(jī)器時(shí)考慮高性能計(jì)算機(jī)，而在20世紀(jì)90年代初，這個(gè)數(shù)字只有15%。在國內(nèi)這方面的宣傳教育工作還很不夠，沒有讓企業(yè)、政府和社會充分認(rèn)識到高性能計(jì)算機(jī)的

9、益處，從而導(dǎo)致了一些觀念上的誤解。以往一提起高性能計(jì)算機(jī)，人們馬上就會聯(lián)想到用于尖端科學(xué)計(jì)算的超級計(jì)算機(jī)。實(shí)際上，高性能計(jì)算機(jī)90%的用途是非科學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)處理、事務(wù)處理和信息服務(wù)，它早已不是象牙塔里的陽春白雪。隨著“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算”和“后PC時(shí)代”的到來，全世界將有數(shù)十億的客戶端設(shè)備，它們需要連到數(shù)百萬臺高性能服務(wù)器上。高性能計(jì)算機(jī)將越來越得到產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)同，成為重要的生產(chǎn)工具。此外，人們一直以來還有這樣一個(gè)認(rèn)識誤區(qū)，認(rèn)為高性能計(jì)算機(jī)是面向高

10、新產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)的，而傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（尤其是制造業(yè)）并不需要使用。事實(shí)上，高性能計(jì)算機(jī)能夠廣泛應(yīng)用于生物、信息、電子商務(wù)、金融、保險(xiǎn)等產(chǎn)業(yè)，它同時(shí)也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括制造業(yè)）實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造、提高生產(chǎn)率——“電子生產(chǎn)率”(eproductivity)和競爭力的重要工具。高性能計(jì)算已從技術(shù)計(jì)算（即科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算）擴(kuò)展到商業(yè)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)領(lǐng)域。的曙光2000Ⅱ就瞄準(zhǔn)了技術(shù)計(jì)算、商業(yè)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)這3個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。應(yīng)該說，高性能計(jì)算機(jī)在國內(nèi)的研究與