高性能计算：可怕的能耗怪兽

还记得卡通片《怪物公司》吗，那些怪兽深夜从阴暗中爬出来吞噬孩子们的快乐。而性能一步步飞升的超级计算机，不也正如一群巨大的怪兽逐渐吞噬着这个星球上的能源吗?在这个人人都高喊“节能环保”的年代，不论他们实际出于何种目的，能源集约已经深入人心。而一直以来，高性能计算除了些许亮光之外，似乎仍浑然封闭。

本文写于本年度国内高性能计算TOP100发布之后，全球高性能计算TOP500发布之前。以我个人之见，向高性能计算为这个世界做出的贡献致敬，也试图对这个性能当道，Benchmark上位的领域进行一次逆动。无论如何，充当少数的、被专业人士斥做无知的不同意见者。并再次迎接高性能计算性能飞跃的到来，以及那些能耗怪兽的又一次粉墨登场。

困境与希望

笔者认为，真正实现绿色高性能计算仍然困难重重。主要有一下几点阻碍：首先，高性计算采购部门是花钱部门而不负责支付电费;其次，封闭的系统使得技术创新的推动力不足;第三，硬件更新周期时间长。

不过可喜的是，目前已经有越来越多的业内人关注高性能计算的能耗问题。这从近两年TOP500和国内TOP100的评选就可看出。可以想见，随着诸如Green500等以能耗为标尺的高性能计算评选的推动，还有针对高性能计算的虚拟化技术研究的演进，以及未来更具实际意义的，以系统持续应用性能为考量尺度的指标的出现，绿色节能必然会成为新一代高性能计算系统设计研发的焦点。

我尝试对最近三年的TOP500榜单中一些典型的高性能计算系统进行比较，可以看出能耗与计算能力的发展脉络。

多核处理器能耗控制更出色

首先，IBM的BlueGene/L，2007年6月的第29届TOP500中，排名第一的BlueGene/L的峰值性能为367TF，功耗为2124千瓦;2007年11月的第30届TOP500中，排名第一的BlueGene/L峰值性能提升至596.38TF，功耗也提升至2329.60千瓦;2008年6月，第31届TOP500，BlueGene/L被Roadrunner超过而屈居第二，此时BlueGene/L的峰值性能仍为596.38TF，功耗仍为2329.60千瓦，并且一直到今年6最新的榜单出炉，BlueGene/L仍然保持这一性能功耗水平。

第二，BlueGene/P，2007年11月的第30届TOP500中，一套BlueGene/P(安装在德国)排名第二，其峰值性能为222.82TF，功耗为497.60千瓦;2008年6月第31届TOP500，这套BlueGene/P峰值性能仍为222.82TF，功耗为504.00千瓦;2008年11月的第32届TOP500;2008年11月的第32届TOP500，德国这套系统被挤出前十，性能功耗不变;今年6月的第33届TOP500，这套系统重回前十，位居第三，性能骤升至1002.70TF，功耗也骤升至2268.00千瓦。

笔者查阅了一些资料，了解到BlueGene/L和BlueGene/P的主要区别在于P系统核心处理器有四核的PowerPC450组成，L系统的核心处理器由双核的PowerPC450组成。如果用平均性能功耗比来衡量(MFLOPS/W)，从上述的数字可以看出，BlueGene/P的平均性能功耗比要比BlueGene/L更出色，因此，可以看出，四核系统比双核系统的能耗控制更出色。