如何有效利用万亿级计算的强大功能？

　　Silent E曾一针见血地指出：开发万亿级计算的功能，内存和带宽必须相互匹配，否则内核将面临闲置，使用户难以真正受益。通过单个芯片提供大量处理能力相对比较容易，而通过解决内存和I/O带宽问题使80内核处理器高效工作则要困难得多。庆幸的是，我们已经有了满足未来需求的多种解决方式，在此略举一二：

　　首先，我们需要将更多内存更靠近处理器，针对不同带宽和内存容量共有三种解决方式。第一种方式采用系统封装(SIP)技术，将内存芯片统一封装作为处理器，微软公司在Xbox 360中使用了这一技术；第二种方式将内存芯片堆栈在处理器下方，我们计划在下一步的实验中将此技术用于万亿级计算研究用芯片；第三种方式将DRAM内嵌在处理器上，即IBM在2007年国际固态电路年会(ISSCC)上所提及的方式。哪种方式是最佳解决方案，尚需更多研究，但解决方案肯定不止一种。

　　芯片上内核之间高带宽的数据传输也是一个挑战。在我们持续提高电子信号速度的同时，光信号也日益成为令人瞩目的焦点。使用光信号的成本正在不断下降，而到我们实现硅光子解决方案时，这个成本还可以进一步降低。那时，如果我们能使硅光子解决方案的成本接近电子信号的成本，并同时提高光信号的灵活性和互动性，我们将毫无疑问地首选硅光子解决方案。一旦这一转型成功实现，每个光纤每秒传输10万亿级数据将指日可待。

　　万亿级计算性能魅力无穷，让我们共同拭目以待。

我们将如何利用这些数量不断增加的内核？答案显然主要在于服务器。当所有的内核均配备了必要且适当的内存及输入/输出带宽时，更多的内核及线程就意味着单位时间内能够实现更多的计算处理。科学计算、工程计算等计算密集型行业将从中受益，应用类型如 地震分析、碰撞仿真、分子模型、基因研究及流体力学等。

　　从客户端来看，充裕的内核很可能带来截然不同的资源分配方式。利用过去几十年里的单核，或现行的双核或四核处理器，也可巧妙地同步处理多重任务或多线程，优化操作系统，从而管理好有限的处理器资源。但用户对服务质量越来越关注，我们都能理解：当视频全速播放时，如果视频流出现帧丢失或应用程序突然出现问题时，必然影响用户的满意度。于是一种全新但尚未引起研究界足够重视的设计理念产生了——这种理念着眼于赋予内核特殊的功能设计。

例如，我们可以这样考虑一个配有36内核处理器的多功能计算装备：其中4个内核用于运行核心计算及协同应用；另一组的12内核用以实现高质量的制图及可视化功能；而媒体处理，除了以专门硬件处理的编码及解码外，则由另外一组6个内核完成。剩余的内核用于对来自于互联网的各种数据流进行实时数据挖掘，分别负责搜集新闻、购物或投资资讯等。这种理念的关键，在于以丰富的硬件资源代替大量复杂的操作系统代码，它虽然对内核资源进行分配，但是在工作量明显变化之前，不会对我们正在进行的工作任务有任何影响。

　　我们可以想象由几组内核共同支持一个先进的人机界面，可以进行实时演讲、视频或语言翻译。算法的发展也会帮助把这种设想变为现实。但是我们都知道：这些都需要充分的硬件资源来运行。即将成为未来认知系统核心的统计算法，也是具有显著的并行运算特性，非常适用于多内核的处理器架构。

　　充裕的内核同时为在设备故障或空间辐射时解决系统操作方面的问题提供新的解决办法。我们可将这些内核组看作是计算引擎的冗余阵列(RACE)。两个或更多的内核前后排列使用，可同时检测错误并进行纠正。如果某个内核变得不可靠，它可以被轻易地剔除，从而不会对整个系统性能产生重大影响。

原文出处：http://acmqueue.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=332

译文发表于《程序员》2006.12

深远影响

在过去30年里，并发虽然一直被鼓吹为“下一件大事”或“未来之路”，但软件界不为所动。现在，并行终于出现在我们面前了：新一代计算机全面支持并发，这将引发软件开发方式的巨变。

    随着拥有多个硬线程CPU（超线程、双核）的普及，多线程和异步操作等并发程序设计方法也受到了更多的关注和讨论。本文主要是想与园中各位高手一同探讨一下如何使用并发来最大化程序的性能。

目录

1. 硬件线程概述
2. 内存体系结构
3. 工作单元
4. 了解成本
5. 定义界限
6. 多少任务？
7. 共享状态
8. 用于剖析并行性的工具
9. 结论

近来在并发操作问题上引发了许多讨论。主要原因是多数硬件供应商计划向客户端和服务器端的计算机上添加更多的处理器内核，还因为针对此类硬件，目前的软件尚未做好相关准备。许多文章关注的是如何在代码中保证并发操作的安全性，但并没有首先讨论如何将并发操作融入代码中。

为第二波“杀手级微处理器应用”做好准备。

这是AMD的CTO Phil Hester 11月6日在国际电脑辅助设计大会（International Conference on Computer-Aided Design）上的主题演讲中所描绘的未来处理器发展趋势。他指出，当把和GPU合二为一时，微处理器将为桌面应用带来超级计算机的性能。

总的来说，多核处理器的推出与发展，必将带动并发／并行系统(程序)设计与应用的普及，这就为以多代理系统为基础的可信网络体系框架中的各系统应用平台的实现奠定了并行／并发系统支撑环境，技术、开发能力以及相关的人才队伍的积累。