高性能计算学术年会第二天，来自华中科技大学的金海教授发表了主题为“新型计算机体系结构及多核众核技术的发展及其对策”的演讲。
华中科技大学的金海教授
目前计算机的体系结构
金海教授介绍了目前计算机体系结构的几个特点，第一点目前计算机都是复杂的CPU结构，多核多线程。第二点异构系统，采用CPU+GPU的方式。第三点数据局部性强，时间和空间局部性强。单个任务计算量大，CPU，Memory，DISK性能不平衡。编程模型(MPI，OpenMP)复杂，可靠性要求高，能耗高。上述几点是目前计算机上所处的状态。那么在未来的发展中，计算机的体系结构也在逐渐的改变着，未来面向大数据的到来，计算机也面临着很多挑战。
未来计算机的体系结构
1、从应用上来说
未来的计算机系统面向大数据处理，对于IO需求量很大，数据的大量是的Cash的作用变差，要求CPU和磁盘的均衡发展。
目前，有了集中体系结构的应对，左上角是CPU+GPU的结构，把CPU+GPU集成在一个芯片中，而不是采用独立显卡;采用可重构的方式，改变了核和Cach时间的链接。
第二个变化：面向移动互联网
体系结构的变化是两个极端的趋势，在移动互联网中，功能、能耗是两大重点关注点。CPU和体系结构有什么而变化呢？
终端更加多种多样，应用更加多样化。
2、从硬件上来说
新材料的出现
以存储系统为例，各层次涌现出新兴存储介质(如下图所示)
存储新型材料
前段时间，日本人研究出了石英玻璃存储，存储时间得到大幅提升。这些新的存储材料的出现也使得我们计算机的存储性能得到解决，也是未来存储的一个突破口。
另一个存储技术就是3D堆叠的计算存储耦合结构，现在IBM已经能够出现100层存储结构的堆叠，而这一块也是我们国家的弱点，我们现在对于新兴材料存储的研究偏少。
3D堆叠结构存储
业界动态
金海教授表示，在未来混合架构的APU将成为主流。丰富的片内、片间多层次并行性。更低的尺寸(10nm)，更低的能耗。超大的规模。除此之外我们看到现在ARM在服务器领域的崭露头角，也预示着，未来移动计算向高性能计算的迈进。我们看到新型的计算机结构不是在做加法更多的是在做减法，那同样在演变的过程中会遇到很多问题，首先是多核和众核环境的挑战，系统结构层面的挑战，系统软件层面的挑战，新需求来带的挑战，大数据处理递来的挑战，移动计算带来的挑战，等等这一系列的挑战，我们在未来的计算机结构的发展上还需要做好充分的准备。
