概述
基於認知的主動重構計算體系,(簡稱PRCA)是一種新概念高效能計算機體系,初步原理驗證證明,其效能至少比傳統高性能計算機提高10倍以上。2009年通過的863計畫“新概念高效能計算機體系結構研究與系統實現”重點項目組歷時5年潛心研究,提出一種“基於認知的主動重構計算體系”。
研發背景
位列世界前十名的高性能計算系統整機功耗均在數兆瓦以上,相當於中國一個中等城市公共照明用電的總量,谷歌的一個計算中心每天的耗電量與瑞士日內瓦市的用電相當。在中國,一年達2億多元的“功耗”消費擋在高性能計算機的發展面前。
2009年通過的863計畫“新概念高效能計算機體系結構研究與系統實現”重點項目組歷時5年潛心研究,提出一種“基於認知的主動重構計算體系”。
結構原理
1、物理實現結構。PRCA根據不同的排列結構,具備了同素異形構造能力及可重塑的材料屬性,因而平衡了功能、性能、效能和靈活性等多方面的關聯矛盾。
2、基於資源認知的結構再造能力。傳統計算系統都有一個通病:系統的一部分不知道另一部分在乾什麼,比方說,如果視頻播放軟體運行非常吃力,那么作業系統對此是一無所知的。PRCA具有的認知能力可以感知計算資源的忙閒、溫度、功耗等狀態,通過認知決策系統來指導運行。
3、具有很高效能。由於PRCA物理實現結構可變並且具有套用結構再造功能,使通過適當改變硬體或軟體處理結構來獲得高的套用處理效能成為可能。初步原理驗證表明,新概念計算機的能效較傳統設備至少提高10倍以上,投入使用後節約的電費將十分驚人。
技術特徵
從雲的套用層面上將會傳遞出有效的信息,通過中間件層面這些感知和驅動,實現了金屬設計這個層面上它是一個變化結構,這個結構是一個根據系統的預計效果選擇什麼樣的元件。當然也可以看到,它的變化從OS到雲os,從感知到認知完成底下的層次,降低虛擬層次的厚度,提高系統整個運行的效能。
無論是硬體計算還是軟體計算,不論是通用計算還是專用計算,都要有一個確定的體系結構解決不同的問題,這應該是最好的方式。另外一個有硬體邏輯,所謂專用機的模式。專用機的模式也是一個確定結構,一個確定的算法,高效確定確定的問題,這是一個問題的兩面。
它是具有可重構、可重組、可重配製這樣一個策略,在追求不同服務和不同負載等狀態下綜合高的效能,構建最合適的處理部件,形成最合適的體系結構,實現計算結構的可重組,互聯拓撲的可重構,計算環境的可重建,這是Cubic—R,就是通過不同的問題,有不同的基礎結構所解決。
套用前景
雲計算正在孕育著一場計算技術體系的革命,而不是一個簡單的拼裝和堆砌,也將催生可重構雲計算創新和產業鏈,這個從軟體到部件都存在巨大的發展機遇,有可能實現個人用戶、企業用戶、運營商用戶、提供商和雲業務開發商各方的多贏。
原理驗證樣機的硬體研製工作已經完成,正在進行關鍵技術和典型套用試驗驗證的後期工作。