節(jié)能計(jì)算

高效能計(jì)算技術(shù)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的前沿分支，主要指高效能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及軟硬件環(huán)境。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，每瓦特電能所能提供的性能是度量特定計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)或計(jì)算機(jī)硬件是否節(jié)能的一種方式，如果該值越大說(shuō)明被度量的系統(tǒng)節(jié)能效果越好。很多科學(xué)研究領(lǐng)域，如航空、航天、機(jī)械、建筑、土木工程、爆破等，都有高效能計(jì)算的需求。高效能計(jì)算已不再純粹應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，在工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

節(jié)能計(jì)算高效能系統(tǒng)主要有：集群體系結(jié)構(gòu)、星群體系結(jié)構(gòu)、大規(guī)模并行體系結(jié)構(gòu)、分布式共享存儲(chǔ)向量機(jī)、混合結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)、基于專(zhuān)用處理器的系統(tǒng)、非一致的訪(fǎng)問(wèn)分布共享存儲(chǔ)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)等。

節(jié)能計(jì)算存在的問(wèn)題主要有：①應(yīng)用實(shí)際性能低。例如，計(jì)算密集型模型的絕大多數(shù)綠色計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際使用的持續(xù)性能只有其峰值性能的5%～10%。造成這一現(xiàn)象的原因有存儲(chǔ)器的性能與外圍性能不匹配；缺少高效并行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境；計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；系統(tǒng)資源難以有效調(diào)度以獲得負(fù)載均衡等。②可靠性與可用性問(wèn)題。采用堆積商用微處理器構(gòu)造的大規(guī)模并行處理系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間擴(kuò)大時(shí)，其全系統(tǒng)的可靠性與可用性呈指數(shù)型明顯下降。③功耗問(wèn)題。絕大多數(shù)高效能計(jì)算系統(tǒng)的通用微處理器的速度提高很快，但其功耗越來(lái)越大，導(dǎo)致成本也越來(lái)越高。