并行計算的一體化研究現狀與發展趨勢

文/甘云志

我國計算科學的快速發展，使得計算科學研究領域以及與我國傳統的理論科學研究領域，還有實驗科學研究領域，成為了當今推動科技發展的重要三大科學領域。而中國科技大學的技術團隊所提出的并行計算在當今的科學領域發展過程當中屬于研究工具，設計出來的研究工具現如今已經逐漸融入到傳統的理論科學和實驗科學的工作開展過程當中，并行計算一體化研究方法的誕生，推動了我國目前科學技術的快速發展，同樣也為我國的科學技術在發展過程當中提供了更好的研究工具，研究方法，真正為我國科學技術發展領域提供了更好的發展平臺。

1 并行計算概述及現狀

1.1 并行計算的概念

并行計算從理論角度進行定義就是在并行計算機上進行計算，而與我國目前人們常說的高性能計算以及超級計算屬于同種含義，而且我國現如今所應用的高性能計算和超級計算工作開展過程當中離不開并行技術的應用。串行計算指的就是在單個計算機上面進行軟件應用和操作讀寫，運用描寫指令來進行問題解決。而并行計算方法是根據串行計算理論基礎與實踐基礎發展而來。并行計算方式在進行問題計算過程當中擁有以下特征：

（1）在計算任務開展過程當中，將計算任務分解成多個部分同時解決；

（2）在同一時間范圍內由不同的軟件來執行不同的程序指令。

1.2 并行計算的一體化研究現狀

并行計算方法在應用過程當中涉及的內容十分廣泛，在進行研究過程當中，研究內容包括以下幾部分第一并行計算的硬件平臺，第二部分則是并行程序整體設計，第三部分則為并行計算的理論基礎應用，第四部分則是并行計算的具體使用情況。我國的并行計算在發展過程當中由于長期缺乏人有方法導致我國現如今的并行計算在研究過程當中出現了參差不齊的格局，目前我國的并行計算再進研究過程中主要存在以下幾個問題，并行算法不完善，并行應用效率低，無法充分利用計算機資源，并行編程語言難度較高，缺乏相應專業人才運用，并行計算機在進行構建和應用過程當中，能耗過大，管理困難。

2 并行計算的發展趨勢

2.1 以多核為主的體系結構

隨著近年來我國計算機技術都快步發展我國的集成芯片在進行工藝制造和生產過程當中芯片集成規模的極限在逐漸逼近，這也導致現如今在我國市場上主流發展的處理器為多核結構產品。而多核技術實際上指的就是同一個處理器中同時能夠保證兩個或多個完整的計算機內核進行工作。而在現如今的市場，很多專家學者以及相關的研究領部門普遍認為多核結構夠具有良好的性能應用特點，在應用過程當中，能夠更好的提高計算效率。并行計算的發展趨勢，在現如今我國的磚家領域普遍認為是以多和為主的體系結構發展趨勢，但是還是存在著不同的觀點。

2.2 以數據為中心的云計算

云計算是伴隨著我國互聯網技術快速發展而產生的一種新型計算技術。云計算的工作原理實際上指的就是把原本存儲在個人移動終端的信息集中在一起，然后通過服務器端的共同工作是資源得到共享。而且，云計算技術在進行征集工作過程當中，能夠將巨大的系統連接起來然后保證為計算提供更好的服務。而且，云計算在發展過程當中，漸漸地也可以將其看做當今并行計算技術的發展分支，同時，云計算技術的出現也意味著當今的服務器終端的并行計算方式在應用過程當中需要擁有更高要求。云計算技術還在不斷地發展，在信息存儲與信息安全方面的研究還是目前云計算的主體發展方向。

2.3 個人高性能計算機

個人高性能計算機首先最明顯的特點就是計算機的使用功能性能較高。個人高性能計算機的主要特征還是體驗在個人上， 在當今并行技術發展過程當中，一定要保證計算機的發展能夠符合智能化需求，簡單的講就是從大型集團及象個人的小型計算機轉變。個人高性能計算機可以更好地保證人們充分利用自身信息資源，同樣也能夠使更多的用戶下載資源的效率增強，真正實現計算機技術為個人服務的重要發展目標。

3 總結

本來想些論述的并行計算的一體化研究現狀與發展趨勢，在進行整體分析過程當中，詳細介紹了并行計算的流程。實際上，并行計算研究方法是目前我國中國科學技術大學并行計算研究團隊20年來通過不斷的工作開展，在工作實踐過程當中一點一點總結出來的，因此，并計算研究方法目前在我國仍處于初期發展階段，尤其是在應用過程當中，現金還并沒有一個完整的發展趨勢，我國的專家團隊以及相關的專業學者在對并行技術今后的發展趨勢進行研究，過程當中，意見與觀點各不相同，希望通過本的仔細分析和論述，能夠大大推動我國當今計算機技術的快速發展，同樣也能夠推動我國當今的科學技術快速發展，真正實現技術智能化，人性化發展重要戰略目標。