Tesla – 2010年度回顧

今年，HPC領域中GPU計算的增加繼續有增無減，並取得了諸多里程碑式的全新成果。 很難相信，英偉達™（NVIDIA®）Tesla的發展史只有區區三年半。

去年年底，咱們探討了本身在英偉達™（NVIDIA®）Tesla上彷佛已經達到了「引爆點」，引爆點是變革勢頭不可阻擋的一種發展水平。 若是必須用兩個詞來對今年進行總結的話，我想說，英偉達™（NVIDIA®）Tesla感受好像已達到「逃逸速度」。逃逸速度是擺脫引力場所需的速度。就英偉達™（NVIDIA®）Tesla來講，逃逸速度是發展勢頭的一個特定階段，在這個階段中，客戶談論的已經再也不是「是否」部署GPU，而是「什麼時候」部署的問題。

咱們舉辦的GPU技術大會以及今年的國際超級計算（SC’10）大會真正鞏固了咱們的發展地位，讓咱們在這一使人難以置信的年度中取得了圓滿成功。

下面是咱們今年的十大精彩瞬間:

1. 「數」說英偉達™（NVIDIA®）CUDA 在公司內部，咱們有許多衡量標準來跟蹤英偉達™（NVIDIA®）CUDA的發展進程。然而，就開發商的採用狀況、教育和業內發展勢頭來講，咱們今年實現了全面的蓬勃發展。

	2009	2010	增加百分比
GPU技術大會（GTC）與會者人數	1423	2166	52% ( 我的平均 = ~20%)
開設英偉達™（NVIDIA®）CUDA課程的大學	270	350	30%
YouTube上的英偉達™（NVIDIA®）CUDA相關視頻	800	1250	56%
CUDA Zone收到的提案數量	670	1235	85%
英偉達™（NVIDIA®）CUDA軟件開發包累計下載次數	293,000	668,000	127%
在谷歌學術搜索上，英偉達™（NVIDIA®）CUDA相關的引文	2700	7000+	160%
GTC大會收到的演講提案	67	334	398%

2. 計算實驗室 - 一月份，咱們針對生物信息學和計算化學領域發佈了一項全新的計劃，命名爲Tesla Bio Workbench。 該計劃將20多段傑出的計算研究程序代碼結合在一塊兒，例如AMBER、VMD以及LAMMPS等等，讓依賴這些程序代碼的科學家可以將標準PC變成「計算實驗室」。這些「計算實驗室」可以經過利用英偉達™（NVIDIA®）Tesla，以10-20倍以上的速度來進行科學計算。

就AMBER這款生物化學家使用最爲普遍的應用程序來講，最高可實現100倍性能提高。更重要的是，曾經須要超級計算機的關鍵×××如今只需 一臺臺式工做站便可完成。 僅僅在剛剛上線的頭兩週時間裏，Tesla Bio Workbench網站訪問量便超過10,000人次。自那時起，已經有超過150,000名瀏覽者經過該網站點擊進入研究性程序代碼各自的特定網頁。

3. 「一心造精品，自有識貨人」 – 去年我寫出這句話時，只有一家OEM廠商在其產品中採用英偉達™（NVIDIA®）Tesla產品。 今天，已經有九家OEM廠商加入到這一行列中來，市面上採用英偉達™（NVIDIA®）Tesla的產品如今共有19款。許多產品採用的是英偉達™（NVIDIA®）Tesla M2050 GPU計算模塊。 這些廠商中不乏業內知名廠商，其中包括Cray、戴爾、惠普以及SGI，也許最著名的當屬IBM。IBM公司於五月份在iDataPlex系列產品中率先採用英偉達™（NVIDIA®）Tesla服務器解決方案，成爲首家提供此類產品的一線OEM廠商。 對IBM來講，這標誌着GPU計算已經發展到十分紅熟的水平，足覺得IBM進入這一領域提供堅強後盾。 IBM公司深度計算副總裁Dave Turek表示:

"我認爲變化的是，客戶長期以來一直在不斷地試驗，而如今他們已經準備好要購買了。 並非該項技術促使咱們推出這些產品。 是市場的成熟以及每一個人對使用該項技術的態度促使咱們這樣作的。 就是這麼簡單。"

4. 助力星雲，超越巔峯，問鼎天河 在六月份舉辦的國際超級計算大會上，全球首款基於英偉達™（NVIDIA®）Tesla GPU的千萬億次級（Petaflop）超級計算機首次亮相。 星雲位於中國深圳國家超級計算機中心，該機配備了4640顆英偉達™（NVIDIA®）Tesla 「Fermi」 GPU，在500強榜單中勇奪亞軍，持續性能達1.27 Petaflops。 ×××打造的另外一臺系統也躋身榜單，該機位居第19。

這標誌着中國揚威世界的一個開端。 做爲一個在超級計算領域相對來講剛剛起步的國家，中國不受傳統軟件與系統兼容性的限制，所以能夠大膽地採用GPU計算。 事實代表，中國深知超級計算的意義。中國正在努力從製造大國發展成爲科學技術方面的全球領袖。

在隨後的SC’10超級計算大會上，來自中國的天河1A超級計算機更是憑藉着2.507P的計算能力一舉奪得了全球最快超級計算機的稱號！

5. 科學進步的競賽剛剛開始 - 緊接着六月份500強榜單公佈以後，美國能源部科學副部長Steve Koonin在《舊金山紀事報》的社論版對頁發表了一篇文章。 在文章中，他談到了對星雲的關注，他指出：「在超級計算和芯片設計這方面，美國面臨的這些挑戰已經對美國將來經濟構成威脅。」 Koonin副部長關心的是，在沒有最新技術的狀況下，美國將在業內關鍵領域中落後於其它國家，例如產品設計模擬。 這方面的領先地位讓美國可以繼續在技術上突破極限，同時還可以激勵技術創新。

許多其餘人也贊成這一觀點，例如Senator Mark Warner以及英偉達™（NVIDIA®）公司的Andy Keane。Andy Keane在AllThingsD網站上發表的看法引發大量熱烈討論，例如insideHPC的這則評論：

「在這個問題上我與Andy的意見是一致的，參議院應該支持參議員Mark Warner (D-VA) 及其從新覈准美國競爭法的修正案。 做爲一個HPC領域或者做爲該領域中的一個國家，若是咱們不能靈活地適應技術變革，那麼咱們就會受制於本身的發明而停滯不前。」

近日，英偉達試播了本身製做的一部系列紀錄片，片名爲「科學的第三支柱」（The 3rd Pillar of Science），片中講到了利用GPU推進科學進步這一主題。 在這部試播片子中，咱們採訪了多名一流醫學專家。這些專家利用GPU來實現開創性的醫學方法，例如先進的×××治療和實時心臟直視手術。

6. 2200名才子和無人駕駛汽車 – 在去年GPU技術大會取得圓滿成功以後，可以在今年9月份舉辦第二屆盛會，咱們感到十分激動。 咱們的與會者數量增加50%以上，遠高於技術會議的平均水平。積極從事英偉達™（NVIDIA®）CUDA開發的開發商在數量上增加了近4倍，他們向大會遞交提案，但願可以展現本身取得的成果。 事實上，本次大會分會議的數量翻了一番，多達280場。全部分會議都可在線觀看和收聽。 

可以看一看今年展會同去年有什麼區別，這一點是十分有趣的。 從天體物理學到視頻處理，從計算流體力學到神經系統科學、從能源勘探到汽車設計，會議主題一應俱全，使得GPU技術大會變得不同凡響。 與會者中不乏工程師、科學家、開發人員、學生以及研究人員，你們齊聚一堂，共同分享經驗和想法。 咱們將在美國加利福尼亞州聖何塞市舉辦2011年GTC大會，咱們但願在此次大會上可以見到你們。

與會的媒體朋友發表了許多評論，下列是我最欣賞的一些評論:

「對技術與高級計算領域來講，這絕對是一場最棒的盛會，並且也是最重要的大會之一。」
- The Exascale Report

「在此，咱們見到的內容好像從螺旋槳深刻到了噴氣式發動機同樣。」 – insideHPC

「…GTC大會增加平穩，由於該大會專門聚焦CUDA平臺這項英偉達面向GPU計算的業務。種種跡象均代表了一個不能否認的趨勢: GPU在非圖形計算方面的應用正呈增加態勢，這在很大程度上要歸功於英偉達公司。」 - Tech Report

「英偉達GTC大會風頭最勁。 各類演示、主題演講、展覽、技術論文以及新興企業的演示文稿均屬一流水準，內容十分有趣並且還增加見識。 門票的錢花得簡直太值了。 沒有大肆的產品宣傳，沒有鼓動與會者購買產品的活動。有的只是傳播並行處理的理念，而並行處理是很是重要的。經過觀察咱們看到，本次大會舉辦得很是成功。」
- Tech Watch

7. 加強型工具 - 今年咱們看到，在技術以及科學計算領域中，一些舉足輕重的應用程序已經發布基於GPU的正式版本。 ACUSIM軟件公司已經發布AcuSolve這款CFD軟件的GPU版本，該版本可以爲用戶帶來雙倍性能。

寶潔公司造型與模擬總監Tom Lange表示:

"GPU加速的CFD可呈現出更加逼真的效果，有助於咱們利用虛擬學習週期來替代緩慢而成本高昂的物理學習週期。 從前咱們的作法是分析失敗緣由，而如今咱們完全改變了工程分析的面貌，真正運用了虛擬的反覆試驗與設計優化。"

ANSYS 已經公佈ANSYS Mechanical CUDA版本的性能數據，這些數據代表，英偉達™（NVIDIA®）CUDA可令複雜模擬的週轉時間減半。 Wolfram Research發佈了Mathematicat的最新版本，在相似的Mathematica編程環境中，該版本在某些狀況下可爲用戶帶來100倍以上的性能提高。 看一看今年早些時候Siggraph大會上的演示視頻。 最後值得一提的是，英偉達同Mathworks合做的最新版本MATLAB 2010b支持GPU加速功能，該軟件面向Parallel Computing Toolbox與MATLAB Distributed Computing Server的用戶。

8. 「GPU從天而降」 – 今年7月份，Peer1首次將GPU應用於雲端，11月份Amazon Web Services (AWS) 推出GPU雲端服務。 英偉達™（NVIDIA®）GPU的CUDA架構開發已經讓人們可以以最低成本利用HPC架構。然而，憑藉這些全新的服務，用戶甚至不須要本身購買硬件。 例如經過AWS，你如今只需每小時支付區區2.10美圓便可使用到2顆英偉達™（NVIDIA®）Tesla 20系列GPU以及2顆CPU。 經過利用簡單的按需訂價，全部規模的企業如今均可以運行繁重的模擬任務，並且沒必要投入鉅額前期資本。

GigaOm Pro針對這項新服務發表了看法:

「其性能 (Amazon的Cluster Compute Instances) 已經很是高了，GPU的加入無疑會進一步提高計算性能。 根據HPC雲資源中間商Cycle Computing的基準測試結果，GPU Instances在某些狀況下可賽過公司內部的GPU集羣。」

Amazon首席技術官Werner Vogels對此發表了一篇有趣的博客文章。Amazon技術專家Jeff Barr在技術方面對這一全新的服務進行了概述。

9. 高效、出色、綠色環保 – 年終之際，在新奧爾良市舉辦的國際超級計算大會上，英偉達™（NVIDIA®）Tesla業務引發普遍關注。 大會公佈了年度最終的全球500強和Green500榜單。英偉達™（NVIDIA®）Tesla在本次評選中再創佳績。 在國際超級計算大會即將開幕的前不久，國家超級計算天津中心發佈了天河一號A，該機Linpack性能高達2.57 Petaflops，在榜單上穩居第一。 另外兩臺基於英偉達™（NVIDIA®）Tesla GPU的系統進入了前五名，其中一臺是前面所述的星雲，另外一臺是東京工業大學的Tsubame 2.0。

Tsubame 2.0位居Green500榜單第二名，值得注意的是，該機是前十名裏惟一一臺Petaflop級系統。 Tsubame 2.0雖然配備了4200顆Tesla GPU，然而功耗卻僅爲1340千瓦。該機是迄今爲止世界上最節能的Petaflop級系統，同時也是松岡聰教授及其團隊的一項驚人成果。

展會上，英偉達及其客戶也榮獲了一系列行業大獎。 在兩項Gordon Bell大獎中，GPU的表現十分突出。 東京大學和美國普渡大學榮獲最佳學生論文獎，兩所大學合做開發了一種全新的接口，讓GPU並行編程變得更加易於實現。 也許更加激動人心的是，咱們看到一些知名機構因GPU方面的成果而獲獎，其中包括Citadel Investment Group、Schlumberger以及Weta Digital。

10. 本篇年度回顧借鑑了其它一些年度回顧文章 – 在撰寫本文時，一些其它年度回顧文章引發了個人注意。我借用了其中一些評論，我認爲這些評論很適合用做這篇回顧文章的結尾。

HPCwire上週公佈了播客年度最大趨勢並宣稱， GPU計算已成爲年度頭號趨勢。 他們的評論以下:

「今年，它 (GPU計算) 已融入主流，獲得了全部一線廠商的普遍採用。」

他們還補充道:

「若是沒有英偉達的貢獻，絕對達不到這種水平。 AMD在這方面不夠熱情。 英偉達投入了大量人力物力。 毫無疑問，英偉達改變了GPU計算的發展軌跡。 英偉達™（NVIDIA®）CUDA技術使這些成爲了可能。」

近日，另一篇文章出如今O’Reilly Media上。該網站爲技術計算領域提供大量書籍、在線服務、雜誌、研究以及會議等服務。 該文的摘要是，在計算龐大的數據量時，GPU與CPU相結合的架構是首選解決方案。

「僅僅經過運用傳統多核CPU，你絕對沒法以理想價位實現所需的處理性能。你須要使用由GPU打造的專用計算單元。」

咱們很是贊同這一觀點。 

2011年正等待着咱們去奮鬥拼搏。 英偉達™（NVIDIA®）Tesla和英偉達™（NVIDIA®）CUDA團隊的全體員工在此恭祝您新年快樂！馬到功成！