馬文方

“我們希望未來通過英特爾的并行計(jì)算工具可以使得多核處理器獲得很好的軟件加速比,雙核處理器上軟件的性能是單核的兩倍,4核就是4倍,8核就是8倍?！?前來參加英特爾中國軟件大會(huì)的英特爾軟件產(chǎn)品部全球業(yè)務(wù)發(fā)展與營銷總監(jiān)任達(dá)敬(James Reinders)告訴記者。

英特爾軟件挺身而出

當(dāng)處理器主頻提高時(shí),軟件系統(tǒng)廠商會(huì)通過增加更多的功能和更炫的界面來“消費(fèi)”處理器的計(jì)算性能,從而使得處理器不夠用了。于是,處理器主頻又要提升。

軟件廠商當(dāng)然樂于見到這種循環(huán),他們只需把心思花在功能和界面上,而在性能提高上則坐享其成——只要處理器性能高,軟件就跑得快。

但是處理器難以承受的發(fā)熱問題,迫使處理器廠商放棄了在單核上不斷提升主頻的作法,取而代之的是通過增加處理器的內(nèi)核數(shù)量來提升計(jì)算性能,從而打破了上述的循環(huán)。

伴隨多核而來的是并行計(jì)算技術(shù)。如果軟件不是并行的,那么再多內(nèi)核的處理器,也只被當(dāng)成單核處理器。因此,多核技術(shù)對(duì)軟件廠商帶來的挑戰(zhàn)之大,是前所未有的。

眾所周知,PC產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展得益于市場(chǎng)水平劃分帶來的開放與競(jìng)爭(zhēng)。但市場(chǎng)的水平劃分也有水平劃分的問題,這就是顛覆性技術(shù)引入的延遲:多核處理器推出一段時(shí)間后,操作系統(tǒng)才支持,然后是平臺(tái)軟件,最后才是應(yīng)用軟件。而垂直劃分的市場(chǎng)在新技術(shù)的引入上是同步的,因?yàn)檫@些問題都在一個(gè)廠商掌控之中。筆者參加過IBM Power5處理器的發(fā)布,在發(fā)布現(xiàn)場(chǎng),Power 5處理器、基于Power 5的p系列服務(wù)器和支持Power5的操作系統(tǒng)AIX 5.3同時(shí)亮相。

處理器廠商的最終目的是盡可能多地賣處理器,如果上述延遲時(shí)間無法有效縮短,則會(huì)影響到市場(chǎng)需求,最終影響處理器的銷售。此外,對(duì)多操作系統(tǒng)的支持也是拓展處理器市場(chǎng)的重要手段。因此,英特爾必須自己出面牽頭并行計(jì)算的推廣。這就是英特爾從2007年開始連續(xù)在中國舉辦軟件大會(huì)的原因。

記者認(rèn)為,英特爾大力推廣并行技術(shù)的近期原因還在于英特爾去年下半年發(fā)布的Nehalem架構(gòu),這種架構(gòu)將內(nèi)存控制器集成在CPU中,從而為多核技術(shù)掃清了內(nèi)存上的帶寬瓶頸障礙。長遠(yuǎn)來說,從技術(shù)上看,摩爾定律或遲或早將因集成電路制造工藝達(dá)到物理極限而失效。從用戶層面看,摩爾定律代表著人們對(duì)計(jì)算性能幾十年持續(xù)的需求。從這個(gè)意義上說,多核技術(shù)是摩爾定律在硅計(jì)算生命周期中持續(xù)有效的唯一途徑。并行計(jì)算,或者說英特爾軟件部門的重要性不言自明。

軟件十年內(nèi)并行化

索貝數(shù)碼公司是國內(nèi)知名的廣電領(lǐng)域視頻多媒體軟件開發(fā)及系統(tǒng)解決方案提供商,當(dāng)看到他們很多客戶已經(jīng)用上了多核電腦后,索貝將自己開發(fā)的軟件進(jìn)行多線程并行化。然而,結(jié)果并不理想,他們于是找到了英特爾。英特爾的工程師用英特爾的軟件工具發(fā)現(xiàn)了問題,即索貝在軟件多線程化的過程中沒有利用多核的并發(fā)性。僅此一項(xiàng)優(yōu)化,軟件的性能就提升了60%。

英特爾已發(fā)布的系列并行計(jì)算工具主要是提高C++和Fortran在Windows、Linux和Mac OS上的并行運(yùn)算性能。很快英特爾還將針對(duì)Windows平臺(tái)發(fā)布多核并行化開發(fā)工具Parallel Studio,以提高C++在Windows上的開發(fā)效率。Parallel Studio將涵蓋編碼與調(diào)試、驗(yàn)證、調(diào)優(yōu)等軟件并行化過程。

任達(dá)敬表示,英特爾在并行化過程中非常重視與軟件廠商特別是軟件平臺(tái)廠商的合作,使得英特爾的并行計(jì)算工具能夠與軟件廠商的產(chǎn)品相互兼容,從而有效地通過軟件廠商開發(fā)并行化軟件來推動(dòng)并行化的進(jìn)程。同時(shí),英特爾還將通過對(duì)新的并行計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的支持,讓整個(gè)計(jì)算產(chǎn)業(yè)受益。

據(jù)IDC調(diào)查,2006年在臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦和服務(wù)器市場(chǎng)上,多核處理器占有的市場(chǎng)份額不足一半,而到2010年多核處理器將占到100%。任達(dá)敬預(yù)測(cè)說,軟件也將在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)并行化。

對(duì)于軟件廠商而言,是否實(shí)行并行化猶如馬拉松賽段中的關(guān)門點(diǎn)——要么并行化生存,要么被無情淘汰。