培養異構計算的思維

文/張彤

培養異構計算的思維

文/張彤

隨著計算機科學與技術的發展，理論、實驗和計算已成為當代科學研究的三大支柱。越來越多的科學研究和重大工程中的關鍵問題必須依靠大規模、高性能計算的手段加以解決。基于多核處理器、GPU、云計算、虛擬化和高性能計算等技術的迅速發展，異構計算正在成為一種普遍的趨勢。中國科學院軟件研究所并行軟件與計算科學實驗室姚繼峰博士日前在接受采訪時說，當前學習OpenCL不僅是掌握一門語言，更重要的是掌握異構計算的思維方式。

5月22日，《OpenCL異構計算》中文譯本發布暨高等院校異構計算綜合技能及學科應用培訓（北京）在中科院軟件所舉行。此次培訓由教育部科技發展中心主辦，《中國教育網絡》雜志社承辦，分別在西北工業大學和北京兩地舉辦。這一培訓的目的是針對高校圖形圖像處理、生物醫藥、材料學、計算機與通信工程，力學， 氣象、大氣與環境科學，能源與動力工程，媒體計算等相關學科領域的高性能計算機管理者和使用者并行計算開發和應用需求，推動高性能計算應用技術的普及，加強高性能計算專業技術人才隊伍建設，提高科研創新能力，培訓得到了AMD公司以及有關大學的大力支持。

在培訓會上還首次發布了《OpenCL異構計算》中文譯本，作為目前國內第一本全面介紹OpenCL（開放計算語言）的專業指導書籍，此書的出版填補了中國在異構計算領域內的一項空白。AMD中國技術開發與合作總監楚含進說：“近年來，應用OpenCL開發應用的開發者數量正在不斷上升。在《OpenCL異構計算》的英文原著編寫出版過程中出力不少的AMD公司一直希望推動異構計算在中國的普及。目前，AMD已經在中國十余所大學進行了異構計算及OpenCL的授課和培訓，在其不斷推動和支持下，已經有老師陸續在各個高校開始相關教學。除此之外，AMD也分別與清華大學、浙江大學等高校合作開展通用GPU應用等科研項目，助力中國專業技術人才隊伍的建設及科研創新能力的提高。”

在實際應用中，支持異構計算的軟件數量，近年來已經有了大幅度的增加。“過去，異構計算僅被應用在科學計算中。今天，它已經被廣泛應用在流媒體等領域。現在，包括Office、Flash等大量主流應用都開始支持異構計算。當然，異構計算的普及還需要一個過程。不過，當它為用戶帶來的優異體驗被廣泛接受后，其發展會更為快速。”楚含進表示。

在高校中，由于對高行能計算的需求和對國際最新信息技術的研究以及培養人才的需要，針對OpenCL的學習和開發已經在幾乎中國所有高校中開展。并且其實際應用全面涵蓋了并行計算主流的應用領域。“對學習者來說，我們并不是希望他能夠學習OpenCL后作為他唯一的謀生手段。這個軟件是面向未來的，它應該成為開發者的另一種思維方式。”楚含進解釋說。

“隨著異構計算的應用越來越廣泛，未來PC的架構也會隨之發生變化。”楚含進表示，雖然GPU和CPU不會彼此取代，但未來GPU承擔的計算任務會越來越重。AMD推出的AMD Fusion APU正是融合CPU和GPU的產物，它能夠在兼具兩者優勢的同時讓計算資源在CPU及GPU之間實現智能分配。作為業界公認的第一個異構計算開發語言標準，OpenCL 正逐漸被各主要計算平臺所采用。基于OpenCL開發的應用程序可以最佳地調用異構系統中的所有計算資源，，最大化發揮計算能力，真正體現異構計算的高效節能優勢。楚含進介紹說，目前已有50多款由領先的軟件和網絡內容提供商提供的應用軟件正在利用APU?技術進行加速，其中不乏基于OpenCL開發的應用實例。

異構計算被業界視為繼單核、多核之后的第三個時代，它將打破摩爾定律，有效解決能耗、可擴展性等問題，成為全球高性能計算領域中的一種重要新興模式。楚含進介紹說，未來，AMD希望能夠繼續為全球異構計算發展和加速中國異構計算普及做出貢獻。

楚含進 AMD中國技術開發與合作總監