日本公布MDGrape3芯片为超级计算机提供基础

日本公布MDGrape3芯片为超级计算机提供基础

     (华强电子世界网讯) 美国当地时间本周二，日本物理和化学研究所（RIKEN）公布了MDGrape 3芯片——该芯片为运算速度达到1Pflop（即每秒运算次数是100万的4次方）的计算机提供了基础，远远超过目前36万亿次的最快超级计算机速度。
    
    　　 RIKEN高性能计算集团的研究人员Makoto Tanji在斯坦福大学举行的“Hot Chips”会议上说，开发该芯片的宗旨是用于生命科学研究，样品的运算速度已达到每秒2300亿次，时钟频率为350MHz，优于标准通用芯片。即使最糟糕时，该芯片样品的时钟频率为250MHz，运算速度也能达到每秒1600亿次。
    
    　　Makoto Tanji称，由于该芯片主要用于对少量数据进行大量相似的处理运算，所以其速度高。这种情况在生命科学和生物纳米领域非常普遍。比如一个蛋白质分子怎样与数千个不同的分子反应。因此该芯片及采用它的超级计算机与通用超级计算机的性能只能在少数领域进行比较。但MDGrape 3芯片在上述领域的表现很优秀。他认为，MDGrape 3芯片因专业化而大放光彩，采用该芯片的计算机性能将超过通用计算机性能的100倍。
    
    　　 早在15年前，为开发天体物理学需要的芯片，东京大学就启动了MDGrape项目。Tanji解释说，RIKEN是世上最大的生物科学研究院，数年来一直致力于将芯片架构扩展到生命科学和分子动力学领域的研究。它将开发以MDGrape 3芯片为基础的计算机，用于Protein 3000项目（确定3000个蛋白质的特性）的研究，预计此类计算机于2007年问世。
    
    　　 Tanji说，商业系统使用的时钟频率为100MHz、每秒运算160亿次的MDGrape 2已经上市。从2002年起，就开始对MDGrape 3芯片进行研究，预计要到2006年MDGrape 3芯片才能运行应用软件。
    
    　　 东京大学还将开发每秒运算达1万亿次的通用计算芯片。从架构上讲，MDGrape 3芯片与其它大多数芯片有本质区别：它有20个运算管道，商业芯片通常只有1、2个运算管道。该芯片还具有RIKEN称之为广播内存架构的特性——使数据能同时被强制送到不同的管道中。并行技术对该芯片的优化也起了重要作用。尽管与其它芯片有着许多区别，但MDGrape 3芯片采用的工艺却是数年前的130纳米工艺。
    
    　　 与通用芯片相比，MDGrape 3芯片有着巨大优势：若以1Gflop的运算速度为计算单位，350MHz的Grape 3芯片的运算速度成本是15美元，Pentium 4芯片运算速度成本为400美元，IBM公司Blue Gene/L超级计算机中使用芯片运算速度成本为640美元，NEC公司“地球模拟者”超级计算机使用芯片运算速度成本为4000美元。
    
    　　 Tanji称，在能耗方面，350MHz的MDGrape 3芯片的能耗为14瓦，每1Gflop运算速度的单位能耗为0.1瓦；3GHz的Pentium 4芯片的能耗为82瓦，每1Gflop运算速度的单位能耗为14瓦；Blue Gene/L单位能耗为6瓦，“地球模拟者”使用芯片的单位能耗128瓦。 RIKEN还在设计采用MDGrape 3芯片的计算机。该计算机的每块主板上将装有12个芯片，每个2U的高机箱（机箱高3.5英寸）中安装2块主板。芯片之间都通过81位的总线相互连接，主板则通过PCI Express与计算机的其它部分连接。运算速度为1Pflop的计算机将由安装在512块主板上的6144个MDGrape 3芯片构成，整个系统将装入32个机箱，整个底座高达19英寸。