多核挑战软件业 微软聚顶级人才研发并行计算

多核改变PC世界

上世纪九十年代，当安德鲁·格鲁夫(Andrew S. Grove)还是英特尔CEO的时候，他经常会提到“软件螺旋体”这个术语，它是指不断提升的处理器能力和越来越强大的软件之间的相互影响：运算能力更加强大的处理器使得更加复杂的软件设计成为可能，而越来越复杂的软件又反过来促进处理器能力的进一步提升。

现在，芯片速度的提升仍有潜力可挖，但软件方面却似乎跟不上步伐了。新近问世的多核处理器可以让多条运算指令同时运行，这对软件提出了更高的要求，而到目前为止，软件业尚未研发出与之匹配的产品。不过，这并未让微软的程序员们气馁，他们仍在努力研发适合新处理器的软件。微软高层认为，8核以上的处理器最快有可能在2010年问世，而这将使个人电脑业发业革命性的变化。

微软正在努力攻关，研究如何增强软件的并行运算能力，有效地利用多核处理器的强大功能。并行计算公司Rapport的联合创始人、资深软件设计师安德鲁·辛格(Andrew Singer)称，“微软努力研发并行计算软件，这是正确的。如果其它人率先掌握了并行软件的开发技巧，那对微软来说可能会是一场灾难。”

多核对软件业的挑战

格鲁夫一直推崇的“软件螺旋体”两年前开始解体，英特尔处理器在速度迅速提升的同时发热量也越来越大，已经难以为继。英特尔不得不寻找其它的解决方法，多核处理器就是在这样的局面下诞生的，其原理就像在高速公路上增加更多的车道，提升车流量一样。现在，半导体工业已经完全接受了这一发展思路，各家公司所不同的就是如何增加更多的车道而已。

多核处理器的战略代价极大。计算机工业和消费电子产业的发展需要靠软硬件的同时支持，而现在，只有硬件能力的迅速提升好比一条腿走路，很难走得平稳。软件工程和计算机科学家们承认，尽管软件设计在过去几十年里得到了巨大的发展，但在并行计算能力的开发上，却一直相当落后。一位顶级的计算机科学家甚至认为，软件业现在尚未找到一个简单的解决方案，应对多核处理器的出现。

软件业当然知道并行计算的优势所在，但研发方面的诸多困难使得他们四十年来踯躅不前，其中一个重要的障碍是并非所有的任务都可以在运算器之间进行分割。

微软的并行计算计划

为了加快并行能力的研发，微软聘请了多位业内顶级人士，并组建了多个小组，试图重写微软软件，使其与多核处理器相匹配。如果能够成功，预计这将在三年内给消费电子业带来巨变。微软一些人士甚至相信，并行软件的问世，辅之以强大的多核处理器，将使一些任务的处理速度提升100倍。

微软高管们表示，并行软件有望开启一个新的消费电子时代，以往键盘加鼠标的电脑产品很可能被掌上电子产品所取代。任务处理能力的提升将使许多高级应用能够在掌上产品中实现。

在可预见的将来，芯片业仍有能力继续在硅芯片上增加更多的晶体管，问题主要存在于晶体管所消耗的能量和散发的热量方面，这将限制处理器速度的提升。为此，业界开始研发新的计算机语言和能够自动分解任务的新方法。尽管微软早在五年前就开始研发并行计算软件，但直到最近，该公司才着力解决这一问题，聘请了多位来自超级计算机行业和学术界的专家，其中包括超级计算机设计师波顿·史密斯(Burton Smith)和并行计算机领域的专家戴恩·里德(Dan Reed)。

并行的魅力

在消费电子领域，双核产品已经相当普遍，英特尔和AMD的标准台式机产品都配置了双核处理器，甚至连苹果iPhone据说也配置了三个处理器。微软已将四核以上处理器的问世视作公司发展的良机，甚至有意在四核以上处理器问世时同步推出微软下一代操作系统“Windows 7”。微软CTO之一克雷格·蒙迪(Craig Mundie)认为，四核以上处理器将为微软带来巨大的发展机会，因为它将使处理器的处理能力发生飞跃，使计算机工业的发展出现本质上的变化。

蒙迪预测，现代芯片的进化将越来越像乐队一样：不是同一种内核在数量上的简单叠加，而是许多种类的内核集成在一个处理器当中，每一种内核负责解决特定的任务类型。据悉，AMD已有意向将图片处理器的功能集成到传统的处理器当中。蒙迪表示，将来，并行计算软件有望使电脑进化成为智能的个人数字助理。当然，这些进步都不会轻易地实现。

微软研究院的计算机设计师戈登·贝尔(Gordon Bell)表示，“在看到一些希望之前，我是持怀疑态度的。”贝尔称，在上世纪八十年代，他曾努力劝说计算机工业研究并行计算的问题，但发现几乎没有人对此表示出兴趣，“他们告诉我，‘你无法告诉我们该做什么。’”贝尔表示，“现在具备并行计算的电脑已经摆在那里了，而我们却还是没有办法好好利用它。”这又是谁的错呢？