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内部刊物信息技术快报InformationTechnologyLetter2005年第3卷第1期(总第20期)出版日期:2005年1月6日目录一关于超级计算与能力服务的战略思考………………………(1)二面向方面（aspect）的程序设计方法……………………………(9)三本体论的研究和应用现状……………………………………(13)四基于图形处理器的通用计算技术……………………………(25)五新书报道……………………………………………………(36)关于超级计算与能力服务的战略思考李国杰近两年，超级计算机研究又一次形成热潮。2004年11月超级计算国际会议（SC2004）召开前，美国和日本几家公司你追我赶，相继宣布研制成功速度最快的超级计算机，从一个侧面反映了发达国家对超级计算的重视。最近，美国科学院、工程院等机构组织了十多名权威学者经多次研讨后，提交了一份长达227页的建议报告（“GettingUptoSpeedTheFutureofSupercomputing”，以下简称“未来超级计算”报告），要求政府增加科研经费，进一步重视以定制技术为主的超级计算机研制。在这种形势下，根据国内需求和技术发展趋势，我国高端计算机研究应当如何定位，应当确立什么样的发展目标，这是摆在我们面前迫切需要回答的问题。本文论述中国发展超级计算机原则上应当是系统适应应用，而不是应用去适应系统；应根据我国的实际需求优化设计，有重点地进行创新突破，不能盲目追随美国的科研方向。计算所在计算机系统研究方向的重点目标应当是研制大幅度降低信息化成本的信息处理和信息存储能力服务器。以“系统适应应用”为原则，有重点地突破技术瓶颈，发展满足国内需求的超级计算机。日本NEC公司推出每秒36万亿次Linpack运算速度的地球模拟器并行向量超级计算机，如同当年苏联率先发射成功人造卫星一样，对美国计算机界产生巨大冲击。美国从事超级计算机研制和应用的学者纷纷写文章、提建议，检讨美国为什么落后于日本，批评政府没有持续地支持研制适合科学计算的超级计算机。“未来超级计算”报告，透彻分析了为什么采用大宗商品化（commodity）的PC服务器不可能构成效率高的超级计算机，指出了突破存储器带宽等技术瓶颈的必要性，同时呼吁美国政府增加超级计算机研制与应用方面的科研投入，表达了美国要做超级计算领头羊的决心。本节下面的论述采用上述报告中提供的相关材料。1.超级计算机的三种类型。一年多前，计算所就提出超级计算机有三种类型，或者说有三种发展模式：一种是“核武器”模式--追求最高计算性能，成本不作为主要考虑因素；第二种是“高科技武器”模式--有重点的采用新技术，追求较高的性能价格比；第三种是“常规武器”模式--即国际上称为Beowulf1的机群模式，采用商品化的部件，主要追求低成本。无独有偶，“未来超级计算”报告也将超级计算分为三种类型，与我们的分类十分类似：第一种是全定制模式，追求最短的time-to-solution，节点与互联网都自己做，代表产品就是日本的地球模拟器。第二种是部分定制模式或叫混合模式，节点和互联网等部件都自己做一部分也买一些现成商品，代表产品是目前世界最快的超级计算机－IBM的BlueGene/L，第三种就是非定制机群，即CommodityCluster。实际上，超级计算机和汽车等其他产品一样有两种不同方向的追求。一种是所谓CapabilitySupercomputing，追求在最短的时间内解决某一个特定的问题。对于涉及国家安全的紧迫问题或者某些对响应时间要求很苛刻的实时应用，我们的需要就是最高的计算能力。为了获取这种无法替代的计算能力，如同制造速度最快的赛车一样，成本可降低为次要因素。世界上大多数最高档的超级计算机都属于这种类型。另一种类型国外称为CapacitySupercomputing，可翻译成高生产力超级计算机。这一类超级计算机往往同时进行几个作业，追求每单位成本有较高的持续性能（SustainedPerformance）。大多数中低档的超级计算机都属于这一类型。所谓Beowulf机群只是CapacitySupercomputing的一种追求低成本的极端例子，如同小轿车中的夏利。美国学术界和IBM、CRAY、SUN等公司普遍认为美国应重点做CapabilitySupercomputing，理由是地球模拟器持续性能可达到峰值性能的30－50％，而CommodityCl...