计算机产业的现状及发展前景

一、引言nbsp21世纪将是一个高度信息化的世纪，21世纪将是一个计算机化的世纪。在计算机家族中，超级计算机(或称超级计算机)是计算技术发展的巅峰，集中了现代高科技的精华，所以国际公认超级计算机技术及其超级计算机产品是一个国家综合国力的象征。专家认为，在21世纪，超级计算机将是决定谁能在经济和科技上领先的关键因素。美国国防部曾宣称“超级计算机是计算技术的巅峰。如果超级计算机的研发落后于国外，国家安全将受到威胁。”美国、日本、西欧国家围绕超级计算机，也就是万亿次量级的超级计算机展开了激烈的争夺，都想抢先一步，先发制人。为此，他们各自运用高明的思路，组织人力、物力、财力，制定了发展超级计算机的五年或十年计划。美国政府制定了“超级计算机与通信”(HPCampc)发展计划，美国国防部也将超级计算列为“21世纪科研关键技术”之一，仅投资就达1.7亿美元。为了保证从1995到2000年万亿次级的高性能超级计算机研制成功，美国国防部也准备拨款210亿美元支持这项研究任务的按时完成。如果这一计划顺利完成，将使美国未来十年的国民生产总值增加2000-3000亿美元。nbsp日本也不甘落后。他们极为关注美国万亿次超级计算机的发展，计算机行业反应强烈。他们积极主张用三倍于美国的巨额投资，集中人力、物力、财力发展高科技基础设施(包括10超级计算机中心)。基于知识阶层和计算机行业的强烈呼声，日本政府制定了国家直接领导、统一指挥的国策，在1992组织政府相关部门、计算机厂商和高等院校进行联合研究、成果共享、全面发展，并将大规模并行计算机列为国家90年代的重点发展项目。nbsp基于这一国策，日本政府制定了为期十年的“真实世界计算机计划”(简称RWC计划)，其中有两项是发展万亿次超级计算机的计划。日本计算机行业野心勃勃，试图从美国人手中夺取超级计算机霸权的世界领导权。nbsp西欧在并行处理技术的研究和并行计算机产品的开发方面也有很好的基础，尤其是德国、英国和法国非常重视并行计算机系统的发展，并在1991制定了“TeraFlop计划”(即发展万亿量级的大规模并行计算机)，目标是在5年内推出万亿量级的超巨型计算机。nbsp五年来的实践表明，非并行模式是实现万亿次超级计算机的唯一模式，即只有大规模并行处理器才能胜任。传统的向量多处理系统是不可行的，因为单个CPU的速度总是受到物理极限的限制，其性能总是有限的。即使采用多处理器结构，由于其紧耦合性，微处理器的数量也会受到限制，最终导致系统性能受限，无法克服万亿次、万亿次的困难。因此，只有并行机才能承担起攀登万亿次的任务，挑起计算机行业的历史使命。nbsp二、平行机领域的热点和发展趋势nbsp；1.向量处理器高度并行模式的兴起nbsp近年来，美国和日本的许多著名超级计算机制造商开发了一种综合处理技术，该技术结合了传统的矢量超级计算机技术和大规模并行处理(MPP)技术，以提高系统的性能。矢量处理器高度并行化，既能保持与传统矢量超级计算机软件的兼容性，又能大幅提高系统运行速度。比如Craynbsp研究公司的克雷-YMP系列，日本富士通公司开发的VPP500等。nbsp业内人士对该机型极为关注，部分产品转向该机型，增加了平行机产品的种类、档次和数量，从而扩大了平行领域的竞争对手，增加了竞争力。nbsp2.Unix操作系统将统一标准nbsp；1995年9月，由美国IBM和惠普牵头，欧洲、日本等国50多家著名计算机厂商组成联盟，共同商定Unix操作系统的标准。nbspUnix操作系统的许多版本已经广泛应用于超级计算机、工作站甚至台式机。目前，Unix系统的主要版本超过25个，这使得程序员的工作变得非常复杂，因为他们必须首先弄清楚要为哪个平台编写软件。nbspUnix操作系统标准统一后，新一代Unix将适用于64位微处理器，比目前的32位微处理器功能更强大，方便各个层次的主机用户。nbsp3.美国和日本政府重新定义了超级计算机。计算机达到什么样的性能水平才能称之为超级计算机？为此，美国和日本政府多次修改其定义，因为近年来计算机性能有了很大提高。美国和日本约定，从1995年4月到1年4月，超级计算机的性能定义为5Gflops(即每秒50亿次浮点运算)，而从1990年6月到1995年3月，定义为300 mflops。1990之前定义为100Mflops。nbsp美日政府修改超算定义的主要目的是为了便于政府采用。