比特觀察：NVIDIA高性能計算背后的隱憂
zhangcha 發(fā)表于：12年02月01日 11:00 [轉載] 比特網
在上一期的比特觀察文章當中，我們回顧并解析了NVIDIA在高性能計算領域當中的成功崛起。當然，任何事物都是兩面且對立的。在NVIDIA高性能計算產品迅速崛起的背后，一些弊端也逐漸顯現出來。
發(fā)展越迅速，越容易產生隱藏的弊病，這是我們都知道的道理。而這個道理同樣適用于概括NVIDIA在高性能計算方面的發(fā)展現狀。
首先，軟件的編程仍然是一個不可回避的問題。雖然NVIDIA在教育上投入了很多資源，但一款軟件要想適應動輒數百個CUDA核心 (NVIDIA GPGPU中的計算核心)仍然需要大規(guī)模的中心編譯和軟件架構更新。在某些情況下，這個工程所帶來的工作量甚至比重寫軟件更多、更大。而這也是目前多線程軟件編程所普遍面臨的問題，而且核心和線程越多，問題就越復雜。另外，由于很多軟件之前是在X86架構CPU上運行的，而現在去需要這些軟件去盡量調用GPGPU的計算資源，而且要盡量的提高效率和做到并行化，因此，問題并不僅僅是調用幾個API這么簡單。
GPGPU作為脫胎于消費領域的產品，其在設計上很難擺脫固有的局限性。由于NVIDIA以及競爭對手的GPU產品都來自于同樣核心的消費級產品，所以產品在設計上為大規(guī)模并聯(lián)以及高性能計算所作的優(yōu)化十分有限，尤其是在消費級市場仍是公司的最主要盈利手段的情況下。因此，以NVIDIA為代表的GPGPU在大規(guī)模部署時的效率問題始終是阻礙其發(fā)展的一大瓶頸。
根據NVIDIA前段時間公布的2011財年第三季度財報顯示，公司第三季度營收為10.662億美元，利潤為1.783億美元，毛利率52.2%(美國通用會計準則)。在這之中，消費級GPU銷售收入和嵌入式處理器的收入占據絕大部分;而其凈利潤110%的增長也大多由此而來。所以，對于NVIDIA來說，繼續(xù)保持自身在消費級產品市場上的優(yōu)勢并大力發(fā)展嵌入式處理器業(yè)務才是最積極最穩(wěn)妥的發(fā)展策略。雖然高性能計算以及企業(yè)級應用能夠為企業(yè)帶來更高的毛利率，但從目前的情況下，高性能計算和相關的企業(yè)級市場規(guī)模并不很大，投入適當的資源并保持宣傳力度，將該領域劃入潛在的可發(fā)展市場無疑是一個理性的選擇。以目前的情況，NVIDIA的實際動作與這一策略不謀而合。
而GPGPU作為一款脫胎于消費級市場的產品，其更新速度也必然非常快。根據多年來的產品發(fā)布管理，NVIDIA會在每年第一或第二季度發(fā)布全新的旗艦級產品，并進行全面的推廣。而新的旗艦級產品也必然會衍生出新一代的企業(yè)級、高性能計算產品以及相對應的CUDA軟件編譯器。雖然每年更新?lián)Q代對于消費級市場來說是可以接受的，但對于企業(yè)和高性能計算領域來說，這個速度顯然太快了。在高性能計算領域來中，半年甚至一年實施和調試周期是非常常見的。太快的產品更新速率使得高性能計算企業(yè)很難得到太多來自于NVIDIA的直接幫助，因為當企業(yè)需要幫助的時候，他們使用的產品往往已經“過時”了。
另一方面，競爭同樣是NVIDIA在高性能計算領域所不得不面對的問題。眾所周知，由于英特爾和AMD等廠商的“圍追堵截”，NVIDIA在主板芯片組方面的業(yè)務全面萎縮，這大大影響了NVIDIA的發(fā)展，而NVIDIA將進軍CPU行業(yè)的傳聞也最終沒有了下文。所以最后，NVIDIA不得不另尋出路，并有了今天的GPGPU和嵌入式處理器等產品線。但英特爾最為NVIDIA的另類對手，總是會在NVIDIA的前進道路上出現。移動顯示領域如此、嵌入式 CPU領域如此，現在英特爾也將憑借自身的眾核技術進入高性能計算領域，與NVIDIA正面競爭。而英特爾廣泛的合作聯(lián)盟、充足技術儲備以及10倍于自身的市值都是NVIDIA不得不面對的困難。
而且，英特爾的眾核技術相對于NVIDIA的GPGPU技術也有自身的優(yōu)勢。前文我們已經提到，不同硬件架構之上的軟件編程是NVIDIA目前面對的一大難題;而英特爾的眾核技術的優(yōu)勢則在于則可以有效的避免這一問題。根據英特爾官方的宣傳，軟件編程人員可以在無需改變編程工具的情況下，通過采用并行度較高的指令、數據、任務、適量、線程等就可以實現在英特爾眾核硬件環(huán)境中的軟件編程工作。這就大大降低了高性能計算軟件的開發(fā)難度和成本，而這正是高性能計算用戶所樂于見到的。因為相對于性能來說，資金和技術往往更會限制超算項目的實施和發(fā)展。
目前，NVIDIA在高性能計算領域內的境地可以用一個微妙的十字路口來形容。一方面，高性能計算目前并不是NVIDIA的主營業(yè)務和利潤來源，相對于眼前的市場來說，高性能計算頂多只能算是NVIDIA的副業(yè);這一點沒人可以否認。另一方面，潛在的激烈競爭也是NVIDIA大舉進入這一市場所必需要考慮的一大問題。因為在資金、技術和聯(lián)盟如此強大的英特爾面前，以小博大的成功幾率可想而知。但無論如何，NVIDIA的GPGPU還是為高性能計算領域的發(fā)展帶來了一股技術的新風，為超算提升性能、降低能耗提供了一種新的路徑。而至于這一技術將如何發(fā)展，則是多方面因素所決定的。對此，我們應該密切關注。
