相信看過(guò)《Mission Impossible》(碟中諜)的人一定對(duì)該影片的其中一幕印象深刻：阿湯哥的手機(jī)能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)周圍的人臉進(jìn)行識(shí)別，并判斷出這個(gè)人是否屬于危險(xiǎn)人物。這就是海量圖片的實(shí)時(shí)對(duì)比和分析的計(jì)算的一個(gè)非常典型的應(yīng)用場(chǎng)景，也是GPU加速器大展身手的空間。

【圖】《Mission Impossible》(碟中諜)

目前，圖形處理器已經(jīng)從手機(jī)、筆記本延伸到了高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，并在高性能計(jì)算加速領(lǐng)域有了較大的發(fā)展，未來(lái)，GPU將有哪些新的應(yīng)用空間?又將沿著怎樣的技術(shù)路線走下去?近日，在桂林舉辦的2013年中國(guó)高性能計(jì)算年會(huì)上，筆者有幸采訪到了圖形處理器鼻祖NVIDIA公司的幾位專家，包括NVIDIA技術(shù)與解決方案高級(jí)顧問(wèn)鄧培智、高性能計(jì)算開(kāi)發(fā)技術(shù)中國(guó)區(qū)經(jīng)理王鵬博士、NVIDIA中國(guó)區(qū)PSG高級(jí)銷售經(jīng)理謝強(qiáng)。

從科研到工業(yè)領(lǐng)域 用戶應(yīng)用軟件永遠(yuǎn)是核心!

過(guò)去一年，NVIDIA一直在推動(dòng)基于GPU的工業(yè)軟件的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，目前已經(jīng)開(kāi)始慢慢投入使用，而不僅僅是在科研教育方面的應(yīng)用。據(jù)了解，Tesla業(yè)務(wù)在中國(guó)市場(chǎng)利潤(rùn)增長(zhǎng)了將近兩倍，主要集中在工業(yè)領(lǐng)域，包括石油行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和通訊等。預(yù)計(jì)明年，在互聯(lián)網(wǎng)、通訊領(lǐng)域?qū)��?huì)有2-3倍的增長(zhǎng)。

無(wú)論是在科研領(lǐng)域，還是在工業(yè)領(lǐng)域，用戶的應(yīng)用軟件永遠(yuǎn)是最核心的，推動(dòng)GPU的應(yīng)用最核心的問(wèn)題也永遠(yuǎn)是如何讓用戶的應(yīng)用軟件能夠在GPU上運(yùn)行得更好，無(wú)論是OpenACC、CUDA、并行編程，還是優(yōu)化等等，都是為了幫助用戶把應(yīng)用軟件在GPU上跑好、跑快，并進(jìn)一步解決實(shí)際問(wèn)題。

謝強(qiáng)在采訪時(shí)談到，任何并行編程的工作都沒(méi)有免費(fèi)的午餐!NVIDIA從07年開(kāi)始做異構(gòu)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，第一個(gè)中國(guó)的CUDA編程班是2008年11月在清華開(kāi)班，報(bào)名的有將近200人，第二年1月又辦了第二個(gè)班,有將近300人報(bào)名。目前為止，將近6年時(shí)間的積淀才形成了一個(gè)較為良好的生態(tài)系統(tǒng)。 

 

游戲市場(chǎng)帶來(lái)的技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)

870億美金的游戲市場(chǎng)給NVIDIA帶來(lái)的不僅僅是財(cái)務(wù)方面的支持，另一方面，在GPU研發(fā)時(shí)，由于游戲的算法和HPC的算法其實(shí)是一樣的，比如分子成像算法和游戲中的頭發(fā)模擬算法就是一樣的，因此，NVIDIA不需要提供額外的資源來(lái)做研發(fā)高性能計(jì)算的計(jì)算部件，因此具有非常大的成本優(yōu)勢(shì)。而且對(duì)于用戶而言，不需要專門去買一個(gè)計(jì)算卡來(lái)做編程，只需要有游戲卡的筆記本就可以進(jìn)行編程，這也就實(shí)現(xiàn)了CUDA everywhere!鄧培智表示，這是一個(gè)非常良性的商業(yè)模式。據(jù)介紹，目前NVIDIA已經(jīng)賣出了8.5億個(gè)可以支持CUDA的芯片。 

 

事實(shí)上，傳統(tǒng)的高性能計(jì)算市場(chǎng)是一個(gè)相對(duì)比較小眾的市場(chǎng)，主要是用于科研、教育等行業(yè)。隨著高性能計(jì)算的不斷發(fā)展，以及其他領(lǐng)域?qū)τ谟?jì)算性能的要求不斷增加，高性能計(jì)算也在進(jìn)入一些新的應(yīng)用領(lǐng)域，高性能計(jì)算與傳統(tǒng)領(lǐng)域最大的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)就是——海量數(shù)據(jù)的處理。在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，GPU的優(yōu)勢(shì)主要還是集中于海量視頻和圖像的處理。NVIDIA也推出了一條全新的GPU產(chǎn)品線——GRID，專門針對(duì)云計(jì)算的應(yīng)用，包括云端的游戲、遠(yuǎn)程桌面等跟圖形相關(guān)的計(jì)算。

王鵬表示， NVIDIA未來(lái)在高性能計(jì)算領(lǐng)域?qū)⒅饕�關(guān)注三個(gè)方向：第一是讓更多的開(kāi)發(fā)者能夠開(kāi)發(fā)GPU上的程序，開(kāi)發(fā)者可以使用不同的語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并且未來(lái)將會(huì)針對(duì)不同的處理器，比如ARM、POWER等，未來(lái)可以再IBM的POWER中看到GPU;第二是提升每瓦性能;第三是未來(lái)計(jì)算平臺(tái)的研究，據(jù)透露，NVIDIA 2018年HPC計(jì)算架構(gòu)——Echelon System可能會(huì)把CPU和GPU集成在一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)更大的處理能力。 

 

編者按：目前，在加速器市場(chǎng)，最重要的不是產(chǎn)品的性能，而是能否真正推動(dòng)用戶的應(yīng)用。對(duì)加速器廠商而言，問(wèn)題的關(guān)鍵就在于能否聯(lián)合ISV、應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，以及最終用戶，去共同推動(dòng)原有應(yīng)用的移植或者是新的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，營(yíng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。相信NVIDIA及其小伙伴的努力會(huì)讓GPU在高性能計(jì)算應(yīng)用方面有更大的突破！