近几年,高性能计算(HPC)和云计算一直备受关注,其原因在于这些技术是推动人工智能(AI)、面部识别、自动驾驶、3D打印等热门创新的动力所在。
2020年,云计算的重要性愈发凸显。由于COVID-19疫情的爆发,远程工作和线上学习成为趋势,人们对视频会议和远程数据访问的需求攀升。网络电视、视频游戏等家庭娱乐活动对带宽的需求也大幅增加。
现如今,越来越多的半导体公司开始设计高性能计算芯片,为先进的数据中心提供动力,而这些半导体公司本身也在使用HPC硬件来进行设计,这就要求EDA应用能够充分利用高性能计算在云端的可扩展性和弹性。
随着世界逐渐进入新常态,部署高性能计算和云计算领域的企业也要逐渐适应不断变化的新需求。为此,新思科技(Synopsys)的顶级技术专家通过本文分享他们对2021年HPC和云计算领域的发展预测,以及新思科技能够提供的支持。
相信没有人能够预测2020年COVID-19疫情的全球性大爆发,以下是我们针对疫情将如何继续影响HPC行业所进行的预测。
“在后疫情时代,选择远程办公和线上学习的人数仍在增加。实时交互能力对于高效进行远程学习和办公十分重要,因此解决网络延迟的问题迫在眉睫。目前针对这一问题已有很多进展,比如在计算设备中整合强大的计算能力以提高性能。但其他技术,如引入400千兆以太网,也能够快速移动数据。”
——Scott Durrant
解决方案事业部战略营销经理
新思科技
“HPC和云计算市场的增长有目共睹。人们逐渐习惯在家办公,因此对云和数据中心的需求大幅提高,大型企业正在努力解决这一问题。我们看到的一个趋势是,系统性能和通过系统获取数据的能力将变得越来越重要,这将大幅提升服务器芯片的性能,提高时钟速度,并快速推进工艺技术向更小面积发展,而这些都将增加设计的复杂度。我们还观察到许多新技术的快速发展,如PCIe和CXL等最新一代的芯片到芯片互连技术,可以借助更高的速度和缓存一致性来提高系统整体的吞吐量。”
——Scott Knowlton
解决方案事业部战略与解决方案总监
新思科技
“在过去的五到十年里,HPC市场一直保持着快速增长趋势,人工智能的加入更是提供了极大的推动力,而疫情的爆发也进一步加速了整个HPC领域的发展。在医学领域,疫苗的研发离不开高性能计算和人工智能等系统。全球的科学家都在通过对大量数据的建模、模拟、机器学习和分析来加速疫苗的研发,而运行复杂的数学模型并将其转化为模拟则需要 HPC的海量计算能力。通过将人工智能与机器学习技术相结合,我们可以更精确的进行数据模拟,从而更快的研发出疫苗。”
——Susheel Tadikonda
验证事业部工程副总裁
新思科技
“全球性疫情的爆发,使得在家办公所需的基础设施不断增加。对公司而言,他们更希望把握住当下激增的要求更好的网络基础设施这一机会,而不是等待3nm技术节点的成熟从而节约更多成本。一旦我们战胜了COVID-19,企业将会增加更多的长期投资来加速先进工艺节点的发展。”
——Ruben Molina
数字设计事业部产品营销总监
新思科技
提到HPC,很多人可能会联想到超级计算机在做一些惊人的事情,比如预测天气和绘制人类基因组图。新思科技研究团队预计,在未来的几年,HPC和云将被用于多种不同类型的应用中,无论大小。
“全球COVID-19联盟聚集了许多专家一起做医学研究,致力于寻找治疗、预防、以及治愈疫情的方法。而HPC和云可以帮助研究人员更好地合作,了解疾病,并最终治疗疾病。这项技术将通过更强大的计算机制,模拟药物在各种环境和条件下对人体的影响,从而减少医学研究领域对人体和动物进行的试验数量。”
——Scott Durrant
解决方案事业部战略营销经理
新思科技
“我们将看到更多的计算能力被推到实际数据被接收的地方,有时也被称为‘边缘’。比如,在自动驾驶过程中,汽车必须接收大量数据,并非常迅速地做出决策,由于时间关系,大量的信息需要在边缘进行处理而不是等待信息被发送到计算服务器再处理。同样地,在制造工地等地方,数据也将不再被发送到中央计算机以监控流水线上的机器状况和可靠性,而是在边缘进行处理。这种边缘数据处理可以很大程度减少延迟,我们因此能够更早地检测到机器的潜在故障,防止停机。对于制造商而言,尤其是那些在几分钟内要制造数千个零件的制造商,这一改变意义重大”
——Ruben Molina
数字设计事业部产品营销总监
新思科技
对于工程师来说,随着上述新兴应用的出现以及在家办公人员不断增加的对带宽的需求,HPC芯片设计的挑战也随之增加。以下我们将阐述工程师们以后将面临的主要设计挑战。