计算机系统结构课件chapter0.ppt

颠覆性创新技术 颠覆性创新技术 边界之内是知识，边界之外是见识 打补丁是知识，换操作系统是见识 颠覆性创新技术 1.KODAK 2.诺基亚 3.苹果 4 Intel、AMD和ARM的三国大战 颠覆性创新技术 颠覆性技术预测 事关战略主动权 1.及时预测，及早布局，就能赢得发展先机，转弱为强 2.反之，就会被动，今天的庞然大物，明天可能轰然倒下。 3.提高预测准确率 麦肯锡全球研究院预测报告 到2025年可能的12项颠覆性技术 1.移动互联网 2.脑力劳动自动化 3.云计算技术 4.先进机器人 5.自主和准自主的交通工具（Autonomous Vehicles） 麦肯锡全球研究院预测报告 7. 下一代基因组学 8. 能量存储 9. 3D 打印 10. 先进的材料 11. 先进的油气勘探 12. 可再生能源 四个判断的依据 一：技术发展是否加速，并已经取得重大突破 下一代的基因组学：目前基因测序技术发展速度快于摩尔定律 先进材料：2011年，IBM制造了第一个基于石墨烯的速度最快的晶体管 四个判断的依据 二：潜在冲击，影响范围是否足够大 四个判断的依据 三.蕴含着经济效益是否巨大 先进机器人潜在影响全球的$6.3万亿的人力花费 到2025年，物联网的年创造产值为$2.7-6.2万亿 四个判断的依据 四：蕴含着的社会效应是否具有颠覆性 可能根本改变人们的生活工作方式。创造新的机会。 全球不稳定新时期的10大颠覆性技术（美国防2014.11文章） 1.真正的自主式武器系统 2.变革性“大数据工具” 3.用于训练的“全息图” 4. ?超级士兵; 5. 高超音速导弹和太空飞机; 6.定制无人机; 7. 像九头蛇一样打不垮的交通工具; 8. 用之不竭的电源; 9. 抗干扰的可靠通信手段; 10. 革命性的低成本隐形军舰。 42 52 55 58 59 60 61 62 53 要 经 常 复 习 知 识 不要将自己置于尴尬境地 问题： 假如你有一台很Power的计算机系统，你能做什么？ 假如网络的带宽足够宽、延迟足够小，你能想象计算机系统是什么样？它对硬件和软件技术的影响如何？ 1 2 3 4 5 6 7 光速每秒30万公里，30公里*80亿/3600＝6600万公里/秒，是光速的200倍以上。 9 10 13 14 18 19 20 21 22 23 24 25 26 32 34 No1:天河二号 (中国） 天河-1A，国防科技大学 这是超过美国橡树岭国家实验室产品高达40％的系统。达到每秒４７００万亿次的峰值性能和每秒２５０７万亿次的实测性能。 14336颗英特尔六核至强X5670 2.93GHz CPU、7168颗Nvidia Tesla M2050 GPU，以及2048颗自主研发的八核飞腾FT-1000处理器 天河一号A将大规模并行GPU与多核CPU相结合，在性能、尺寸以及功耗等方面均取得了巨大进步，是当代异构计算的典型代表。 该系统采用了7168颗英伟达?（NVIDIAreg;）Tesla? M2050 GPU以及14,336颗CPU。如果单纯只使用CPU的话，要实现同等性能则需要50,000颗以上的CPU以及两倍的占地面积。 更重要的是，如果完全采用CPU打造，可实现2.507 Petaflops（千万亿次）性能的系统将消耗1200万瓦特的电力。 多亏在异构计算环境中运用了GPU，天河一号A仅消耗404万瓦特的电力，节能效果高达3倍。二者之间的功耗之差足够满足5000多户居民一年的电力所需。 三大突破 “天河一号”除了使用了英特尔处理器，还首次在超级计算机中使用了2048个我国自主设计的处理器。“飞腾-1000”是64位CPU。它利用65纳米技术设计生产，共有8个核心 中国首创了CPU和GPU融合并行的体系结构。关注电脑的人都知道，中央处理器CPU和图形处理器GPU的生产厂商近期先是互相竞争，甚至喊出替代对方的口号，现在却开始出现融合发展的趋势。而这个创意，正是“天河一号”的研制过程中由中国科技人员最先提出并实践的 制造了先进的通信芯片，设计了先进的互联结构。160Gb/s，是国际上的商用IB的两倍。 Jaguar美洲虎,2.331PflopsCray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz,近25万个内核 科学应用 首个对极端气候变化的模拟 辅助超新星研究 生物和半衰期 从光合作用到燃料：新型燃料 聚变加快 火山爆发模型模拟极端气候 No14: 神威蓝光：全国产化的超级计算机问世 该机器获得科技部863计划支持，由国家并行计算机工程技术研究中心制造，于2011年9月安装于国家超算济南中心，全部采用自主设计生产的CPU(S