2008年的论文预知中国信息技术的发展方向

日前,一篇于2008年发表在上海交通大学学报的论文热传。该论文之所以在网上热传,一定程度上是因为该论文在2008年就“预知”了未来信息技术的发展方向,并指出“应该注重发展微电子、计算机、软件、关键元器件及其材料等核心基础产业,以及宽带移动通信、下一代网络、信息服务等具有国际竞争力的优势产业.完善信息技术产业政策体系,力争到2020年前后,把我国建设成为信息技术产业强国”,在2008年4万亿救市,但大量资金最终流向房地产等行业的背景下就提出这种观点,可谓高瞻远瞩。

高性能计算机向万万亿次甚至更高水平迈进

该论文指出,“高性能计算机和服务器沿着多核CPU和多级并行结构,向万万亿次甚至更高水平迈进......”

在2008年,中国最好的超算是曙光5000。而曙光5000的系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算。即便是2009年亮相的天河1号,其计算性能的峰值速度为每秒1206万亿次。

在这种背景下,该论文认为高性能计算将向“万万亿次甚至更高水平迈进”是非常具有想象力的。此外,高性能计算机和服务器确实向多核与异构方向发展。在过去,高性能计算机或超级计算机往往采用核心数相对较少的CPU来搭建,而最近这些年,采用CPU+众核CPU的方案被越来越多的采用,像天河2号就采用了Intel的至强PHI加速器,神威太湖之光则采用了260核的申威26010。而采取了异构众核方案的天河2号和神威太湖之光超级计算机都向世人展现了强劲的性能,先后在TOP500刷榜。

芯片处理能力呈指数增长,系统级芯片成为发展方向

论文指出:当今世界,信息技术快速发展势头始终不减,正处于新一轮重大技术突破的前夜。随着半导体材料、光电子材料的不断更新,以及工艺装备技术的进步,集成电路进入纳米时代。在未来一段时期,以CPU为代表的芯片集成度和处理能力指标仍会呈指数增长,晶圆片面积越来越大,集成度越来越高,特征尺寸越来越小,系统级芯片(Systemon Chip,SoC)成为发展方向,功耗和成本都将大幅度降低。

在2008年,笔者电脑的CPU还是AMD 4400+,一款65nm SOI工艺的双核处理器。就国内自主研发的CPU而言,于2008年完成的申威2是一款采用130nm制程工艺,主频1.4GHz的双核CPU。

然而就在这一时期,美国Intel公司通过Tick-Tock战略,一代CPU更新CPU微结构,一代CPU更新制造工艺,使得CPU性能大幅提升,把老对手AMD甩在身后。同时,由于在2008年,国内在半导体材料、设备、IC设计、制造、封装测试等环境存在诸多短板,没能赶上CPU性能大幅提升的发展机遇期,使刚刚起步,正试图追赶Intel的中国自主CPU,被Intel甩出了十万八千里。

即便是现在自主CPU如果采用境内工艺,能采用的最好工艺不过是40nm制造工艺。相比之下,Intel的14nm工艺已经比较成熟了。何况在CPU微结构设计上,和Intel依旧有不小的差距。

虽然在十五和十一五期间,自主CPU发展的并不如人意。但国内海思、展讯等IC设计公司,借着ARM的东风和智能手机的兴起,在系统级芯片方面颇有建树,SoC以其成本等优势大行其道,时至今日,过去单纯的CPU已经非常少见了。

云计算兴起与云计算服务器

在论文中,云计算视为可以把网络中的各种资源虚拟成一台计算机向用户提供所需的计算资源,并被作者看好。

就定义而言,狭义的云计算是指以计算、存储为核心的IT硬件、软件乃至IT基础设施资源以服务形式进行交付和使用的模式,指用户可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的IT资源。广义的云计算泛指服务的交付和使用模式,指用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务,这种服务既可以是IT硬件、软件、互联网技术相关的,也可以是任意其他的服务。

云计算的优势是具有大规模、资源池化、快速弹性、泛在接入访问、按需自服务、服务可计量等特征,云计算将互联网的核心硬件层,核心软件层和互联网信息层统一起来,并进行管理、调度,为互联网各系统提供支持和服务。在理想状态下,互联网使用者和物联网传感器通过网络线路和计算机终端与云计算进行交互,向云计算提供数据,接受云计算提供的服务。

正是因为云计算别具一格的优势,世界经济较发达国家和地区大多推出政策支持云计算核心技术的革新,欧盟启动了“释放欧洲云计算潜力”的战略计划,美国国家标准与技术研究所发布了《美国政府云计算技术路线图》。中国也在《国家“十二五”规划纲要》中把云计算列为重点发展的战略性新兴产业。

目前,国内诸多互联网公司、科技公司推出了各自的云服务,在抢夺市场时更是打的头破血流。在硬件上,国内公司也推出了专门的云计算服务器。这种服务器与传统服务器的最大区别就在于可以实现硬件上实现服务器间资源共享,传统服务器可以通过软件,从上层来进行资源分配,但是这种做法会带来额外的开销,导致性能损失。

这恰恰与云计算中心和数据中心的运营者要求的高效率和高能效相违背,无法很好的满足用户需求。而国内公司推出的云计算服务器内部设计有一套高性能互连网络,确保从硬件上进行资源共享时性能损失非常小。与此同时,云计算服务器则把存储、网络、计算资源池化,根据用户的需求来配置,根据应用不同来提供不同的配置。