將GPU計算全面普及!中科院研究員專訪
泡泡網(wǎng)顯卡頻道12月15日 2011年12月14-15日NVIDIA在北京國家會議中心舉辦亞洲GTC（GPU Technology Conference），這也是2011 NVIDIA GTC大會最后的一場會議，大會邀請了來自世界各地、各個領(lǐng)域的資深程序員、研究人員以及思想領(lǐng)袖。在會上編輯對中國科學(xué)院過程工程研究所研究員、超級計算系統(tǒng)項目負(fù)責(zé)人葛蔚進(jìn)行了專訪。
中國科學(xué)院過程工程研究所研究員、超級計算系統(tǒng)項目負(fù)責(zé)人——葛蔚，主要從事化工過程中復(fù)雜多相系統(tǒng)的計算機(jī)模擬與理論分析。提出并發(fā)展了結(jié)合微觀粒子模擬中軟、硬粒子模型的擬顆粒模擬，以此為工具揭示了氣固流態(tài)化、氣液鼓泡流動和微流動等系統(tǒng)中多種控制機(jī)制協(xié)調(diào)形成穩(wěn)定性條件的機(jī)理，檢驗并擴(kuò)展了多相復(fù)雜系統(tǒng)分析型多尺度方法。從問題、軟件與硬件結(jié)構(gòu)一致性的角度提出了多尺度離散模擬通用軟件平臺及其專用硬件平臺的設(shè)計思想，申請和獲得多項國家發(fā)明專利。
編輯：可否簡單為大家介紹一下，在眾多利用到NVIDIA通用計算技術(shù)的工程項目中，最典型的案例是什么？
葛蔚研究員：在某鋼廠的煉鋼處理過程中會產(chǎn)生大量的廢鋼渣，過多的廢鋼渣無法被充分利用起來，而實際上這些副產(chǎn)品在經(jīng)過處理之后可以用作鋪路等其他用途。之前的處理方法并不科學(xué)，后來通過利用NVIDIA工作站進(jìn)行模擬的運算，研發(fā)出了一種新的處理方法，提升了鋼渣處理的速度以及品質(zhì)。使最終處理出來的鋼渣，在重新利用時質(zhì)量更加穩(wěn)定。最終真正為企業(yè)提升了生產(chǎn)力和利潤。
編輯：程序員采用GPU環(huán)境進(jìn)行編程時，會不會有一些不習(xí)慣？
葛蔚研究員：一開始肯定會不習(xí)慣，比如你新?lián)Q了個新手機(jī)，需要用些時間適應(yīng)。既然CUDA能夠達(dá)到很好的效率，那么它必然也是滿足你的需求，而且用時間長了，你還會覺得以前在CPU環(huán)境下進(jìn)行編程才是真的難用，很多復(fù)雜需求根本無法在CPU環(huán)境下來實現(xiàn)。
實際上不習(xí)慣主要是心里上的不習(xí)慣，用慣了CPU環(huán)境下的編程，忽然轉(zhuǎn)到功能更全的GPU環(huán)境肯定不適應(yīng)。就好比我用慣了諾基亞，突然給我一個iPhone，我肯定不適應(yīng)，適應(yīng)了之后會覺得iPhone很不錯。所以說一開始不習(xí)慣主要體現(xiàn)在熟悉的過程，并不是在GPU環(huán)境下編程不好用。
編輯：您認(rèn)為NVIDIA的超級計算機(jī)解決方案和其他家相比最大的優(yōu)勢在什么地方？
葛蔚研究員：之前IBM的Cell方案較為封閉，并不是一個很開放的體系，大家如果想用只能全套買IBM的產(chǎn)品，整套成本相當(dāng)高，不利于大規(guī)模的普及。我們曾經(jīng)購買過PS3并利用它進(jìn)行運算，難度非常大最終還是放棄了，這也是一種自然的選擇，哪個好用用哪個。目前37套基于GPU的超級計算機(jī)，有35套采用了NVIDIA的GPU，這也是NVIDIA從軟件到硬件整體對用戶的支持相當(dāng)?shù)轿弧?/P>
編輯：您目前自己用的工作站是什么配置呢？
葛蔚研究員：我們主要的工作站采用的泰安主板最多能安裝8個GPU，每個節(jié)點實際安裝6個GPU是機(jī)架式的服務(wù)器。其他的就是之前從聯(lián)想和惠普采購的工作站，我們最早的工作站用的是惠普XW8600安裝的GTX295。目前我們的團(tuán)隊越來越大，我們打算將最早的工作站發(fā)到個人手里。之前NVIDIA也在宣傳希望將GPU的計算技術(shù)推廣到個人用戶中，這次終于先在我們這里實現(xiàn)了。
編輯：目前超級計算機(jī)的發(fā)展瓶頸在哪？需要在哪方面進(jìn)行突破？
葛蔚研究員：有三方面：應(yīng)用、可靠性以及能耗，第一在應(yīng)用方面，運算能力可以通過硬件的堆砌來完成，但應(yīng)用程序不能完全利用到所有節(jié)點，這種問題不能單靠硬件方面的人來考慮，也需要編程人員來一起想辦法來解決。
第二在可靠性方面，這么多節(jié)點同時運作故障的概率相當(dāng)大，一定要有容錯的機(jī)制，軟件硬件都需要容錯機(jī)制。單一的臺式機(jī)不會考慮最終的結(jié)果算錯了怎么辦，但超級計算機(jī)就要考慮這一問題了，總不能算到最后前功盡棄。
最后就是能耗方面，超級計算機(jī)由于節(jié)點眾多，能耗問題不容忽視。如果單純用CPU環(huán)境來實現(xiàn)目前的排行第一的超級計算機(jī)，那么只能用核電站來支撐其功耗，顯然此種方法得不償失?！?/P>
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