計算機業的現狀與發展前景

壹、引言nbsp;21世紀將是高度信息化的世紀,21世紀將是計算機化的世紀。在計算機大家族中,超級巨型計算機(或超級計算機)是計算技術發展的頂峰,它集中了現代高科技之精華,因而國際上公認超級計算機技術及其超級計算機產品是壹個國家綜合國力的象征。行家們認為,在21世紀超級計算機將是決定誰能在經濟和科學技術上居於領先地位的關鍵因素。美國國防部曾聲稱“超級計算機是計算技術的頂峰,如果超級計算機的研究與開發落後於外國,國家安全將受到威脅。“美、日以及西歐各國圍繞超級計算機,即萬億次量級的超級巨型計算機,已開展激烈的爭奪戰,都想捷足先登,先發制人。為此,他們各施高招組織人力、物力、財力,制訂了發展超級計算機的五年或十年計劃。美國政府制訂了“超級計算機與通信“(HPCamp;C)的發展計劃,美國國防部也把超級計算列為“21世紀科研關鍵技術“之壹,僅此壹項,投資就達17億美元。為了保證在1995～2000年分別研制成功萬億次和百萬億次量級的高性能超級巨型計算機,美國國防部還準備撥款21億美元以支持此項研究任務的按期完成。如果此項計劃得以圓滿完成,將使美國今後十年的國民經濟總產值增加2000～3000億美元。nbsp;日本也不甘落後,他們對美國發展萬億次量級的巨型機極為關註,計算機業界反應十分強烈,積極主張動用三倍於美國的巨額投資,集中人力、物力、財力,開展高技術基礎的設施建設(包括10個巨型機中心)。日本政府依據知識階層與計算機業界的強烈呼聲,於1992年制訂了國家直接領導、統壹指揮,組織政府相關部門、計算機界廠商、高等學府聯合研究、成果***享、全面開發的國策,並把大規模並行計算機列為國家90年代的重點發展項目。nbsp;日本政府依據此國策,制訂了為期十年的“真實世界計算機計劃“(簡稱RWC計劃),其中有兩項是發展萬億次量級超級巨型計算機的計劃。日本計算機業界則雄心勃勃,企圖從美國人的手中搶占巨型機霸主的世界領導權。nbsp;西歐對於並行處理技術的研究以及並行機產品的研制也已有良好的基礎,特別是德、英、法對發展並行機系統十分重視,並於1991年制訂了“TeraFlop計劃“(即研制萬億次量級的大規模並行計算機),旨在5年內推出萬億次量級的超級巨型計算機。nbsp;近五年來的實踐表明,要實現萬億次量級超級巨型機,非並行機型莫屬,即唯有大規模並行處理機才能勝任。傳統向量多處理系統是不行的,這是因為單個CPU的速度總會受到物理極限的制約,其性能總是有限的,即使采用多處理機結構形式,因其緊耦合勢必制約了微處理器的數量,最終導致系統性能有限而無法攻克萬億、百萬億次量級的難關。因此,只有並行機才能擔負攀登萬億次量級的大關,挑起計算機業界的歷史使命。nbsp;二、並行機領域的熱點與發展動向nbsp;1.向量處理機高度並行化模式的興起nbsp;近年來,美、日兩國的許多著名巨型機廠商,興起了傳統向量巨型機技術和大規模並行處理(MPP)技術相結合的綜合性處理技術,以提高系統的性能。向量處理機高度並行化,既能保持同以往傳統向量巨型機軟件的兼容性,又能大幅度提高系統運算速度。例如,Craynbsp;Research公司的CRAY-YMP系列、日本富士通公司研制的VPP500等。nbsp;業界人士極為關註這壹模式,而且引發了壹些產品轉向這壹模式,增加了並行機產品的類型、檔次與數量,從而擴大了並行領域的競爭者,加大了競爭力度。nbsp;2.Unix操作系統將統壹標準nbsp;1995年9月,以美國IBM和HP為首,聯合歐洲、日本等全球50多家著名電腦廠商結成同盟,***同商定Unix操作系統的標準。nbsp;Unix操作系統的諸多版本已廣泛應用於巨型機、工作站甚至臺式機。目前,Unix系統主要版本已超過25種,從而使編程人員的工作非常繁雜,因他們首先必須弄清楚是為哪種平臺編制軟件。nbsp;Unix操作系統標準統壹後,新壹代Unix將適用於64位微處理器,比現行的32位微處理器功能更強大,方便於各檔次主機用戶。nbsp;3.美、日政府重新定義巨型機nbsp;具有何種等級性能的計算機才能稱之為巨型計算機?美、日政府為此曾幾次修改其定義,這是因為計算機性能這幾年大幅度提高。經美、日商定,從1995年4月1日起,將巨型計算機的性能定義為5Gflops(即每秒50億次浮點運算),而1990年至1995年3月定義為300MFlops,nbsp;1990年以前定義為100Mflops。nbsp;美、日政府修改巨型機定義的主要目的是方便政府采