NVIDIA：基于开普勒架构的HPC应用数数量将突破一千

“CPU+GPU”架构在一定程度上缓解了超算中心的计算能力与能耗之间的矛盾，。然而，正如本文开篇所提到的，如何把这强大的计算能力转化成生产力才是超算中心最应该关注的?毕竟，对于一个国家而言，HPC产业发展的目的远远不止那个峰值计算的数值或者排行榜上的名次。这就意味着需要把强大的计算能力应用到各行各业的实际应用当中，对于“CPU+GPU”异构架构而言，就需要通过更多的应用程序，才能把这强大的计算能力传递到应用领域。

作为“CPU+GPU”异构架构的最主要的推动者之一，NVIDIA一直在努力推动异构编程，并且取得了一定的成绩。Shanker 表示，现在有300个以上应用软件支持开普勒架构，一到两年内，这个数字将会突破1000个，各种各样的解决科学问题的工具都可以在CPU+GPU的异构体系上运行。

Shanker介绍道，在CPU+GPU的异构架构上进行编程主要有三种方式：对于存在了很多年的应用，可以采用OpenACC的开放标准进行小小的改动，只需要通过一些标记代码，就可以将传统的应用很快速地转移到CPU+GPU的架构上来运行。比如美国能源实验室的S3D核聚变应用程序有100万行代码，后来只改了400行，然后通过编译器编译，就签到了CPU+GPU的混合计算平台上，并取得了六倍的速度提升。

第二种方法，对于一些需要重头开始写的应用程序，NVIDIA建议用CUDA GPU并行编程的方法， CUDA实际上就是把传统的C语言进行一些语法方法的扩展，写程序的方法不变，重新写出来的程序效率可以大大的提升。

最后一种方法，就是针对一些比较规范的程序，可以调用库函数。NVIDIA提供了很多系统级的基于GPU的库函数，还有很多是大学、科研机构提供的。

联合实验室推动产业转型升级

为了进一步推动在CPU+GPU的异构计算的应用，2013年1月17日，天津超算中心和NVIDIA宣布建立联合实验室。联合实验室将依托“天河一号A”超级计算机，主要研究任务包括两个方面：一个方面就是在异构结构上再优化，用NVIDIA的一些新的软件，提升用户使用的效率。第二个方面，基于天河一号A新的通信处理技术、硬件和软件，实现云计算、物联网，包括智慧城市和三网合一等。

刘光明表示，跟有很强优势的国外的公司合作，目的就是实现强强结合，将国外的技术优势与我们自身的优势相结合，达到双赢，最终目的是推动我们国家向新的生产方式转变。

此次联合实验室的成立，标志着我国HPC产业从硬件资源的升级转变为软件和人才资源的升级，作为“CPU+GPU”异构计算的重要推动者，NVIDIA也将继续在推动天津超算中心未来的发展和应用中扮演重要的角色。

后记：随着环境问题不断加剧，绿色节能已经成为当今全球范围内最受关注话题之一，“CPU+GPU”异构计算的架构将会在未来的HPC领域更大的空间，当前，异构计算生态系统正在不断成熟壮大，越来越多的组织和机构加入到异构计算的队伍，基于“CPU+GPU”架构的应用不断丰富，全球范围内的超算中心或将迎来一个异构计算的新时代。