并行计算有望迎来黄金时代

2020-04-08 09:29 来源:和讯科技

目前,“新基础设施”已经成为推动经济发展、产业升级和科技进步的重要力量。它也给中国先进的计算软件和应用生态带来了许多机遇和挑战。数据显示,2019年,中国软件业务收入超过7万亿元,同比增长15.4%,同比增长10.9个百分点。在这次推广的“新基础设施”中,软件也将发挥其无处不在的“灵魂”作用。

“未来几十年将是并行计算的黄金时代。并行计算软件和算法的开发将从技术驱动转向应用驱动,需要计算和应用等不同领域的专家共同开发。”中国工程院院士李国杰最近表示。

并行计算相对于串行计算。这是一种可以同时执行多条指令的算法。其目的是通过扩大问题解决的规模,提高计算速度,解决大型复杂的计算问题。根据软件工程师的说法,如果计算是1 1和1 2,普通计算需要进行两次,而并行计算可以同时进行。

从李国杰的角度来看,中国选择的并行计算发展路径是从开发高性能、大规模的并行计算设备开始,然后在引入成熟产品后寻找合适的应用。这种选择的优势在于,高性能超级计算机可以在短时间内启动并不断优化,中国在全球超级计算机500强中的出色表现就是例证。

然而,机遇和挑战并存。正如中国科学曙光(603019,古巴)总裁李俊所说,中国在计算硬件设施领域居世界第一,但在计算软件生态、软件应用能力和人才培养方面与发达国家差距不小。据了解,我国并行计算研究领域对人才的需求存在明显差距。作为一种计算工具,并行计算只有在更广泛的学科中得到应用,才能真正体现其价值。

“计算机体系结构的改进必须与并行算法和并行软件同步,改进水平越高,效率越高。”李国杰提醒业界注意三个问题。

首先,在并行算法和并行软件的设计中,必须同时考虑降低功耗和提高性能。并行算法和软件将功耗提高到性能的数倍并提高速度,但没有推广前景。

其次,无论是芯片还是并行算法和软件设计,它不仅可以提高小型应用的性能,而且应该考虑覆盖整个应用范围,提高并行计算的通用性。

最后,应该注意应用驱动的研究,使计算机科学家和应用领域的专家能够一起开发关键的并行应用。其他领域的学者可以使用常用的算法和软件来解决一些局部问题。然而,为了在算法上实现根本性的突破,有必要与真正理解算法的计算机科学家进行深入合作。