【IT168 专稿】对年老体弱的人来说，去医院看病是一件很痛苦的事。为了应付B超、CT、心电图等各种各样的医学检查，不得不拖着疲惫的身躯四处奔走；由于医疗设备价格昂贵且数量有限，医院的检测处门口总是排着一条条“长龙”；如果你想预约主任医师就诊的话，就又得等上老半天了。

　　然而，随着计算机辅助医疗的普及，这一切都将变得轻而易举：使用家里的便携式医疗设备，人们足不出户就能完成一次包含万亿字节信息的全身医学扫描，并在几分钟内把扫描结果传送给事先预约好的专家。与无线网络摄像头相配合，“聪明”的计算机还能识别出年老体弱者并模拟其预期行为（如每隔一定时间服药、喝水），从而确保病人进行科学治疗，最大限度地降低健康风险。

万亿级计算：多核技术引发的创新革命

　　像计算机辅助医疗这类“超级”应用对计算的要求是高密集的。计算机必须具有极其先进的图形处理和逻辑推理能力、对潜在危险场景的预测分析，以及确保敏感信息的私密性。“我们即将迎来一场在计算能力和创新数量上的双重革命——万亿级计算，它是实现未来各种复杂应用的必要条件，”英特尔（中国）研究中心总经理杜江凌博士表示。

　　据悉，英特尔公司的研究人员已经研发出世界上首个具有与超级计算机相似性能的可编程处理器，这一包含80个内核的单芯片，其尺寸并不比一个指甲盖大多少，耗电量却仅有62瓦，低于绝大多数的家用电器。这是英特尔公司“万亿级计算研究计划”的成果，此项计划旨在为未来的个人电脑和服务器提供万亿级浮点运算性能，其计算能力是当前千兆级设备的一千倍。

英特尔万亿次浮点运算研究用芯片，内含80个核心，每个核心具有两个可编程的浮点引擎

　　杜江凌透露，该研究用芯片的显著特征是创新性地使用“瓷砖片”设计（tile design），小的内核像“瓷砖片”一样重复地平铺开来，这样就比较容易设计出包含更多内核的芯片。不仅晶体管的数量将继续按照摩尔定律以每两年翻一番的速度递增，多内核芯片所具有的并行计算能力将在不相应增加功耗的情况下实现应用所需要的性能提升。“功率和散热要求已经超过更快的时钟频率所带来的优势了。因此我们亟需提高芯片上内核的效率和数量，而不是时钟频率。”

　　万亿次浮点运算芯片的另一项创新是在芯片上具有网格状的“片上网络”（network-on-a-chip），使内核与内核之间能以超高带宽实现通信，并且支持在芯片内部以每秒万亿位的速度传输数据。该项目还对分别打开或关闭各个内核的方法进行了研究，人们可以根据应用的需求启用/关闭为完成某项任务而工作的内核，从而进一步降低功耗。据透露，万亿级计算研究的下一步是把3-D存储器堆叠到芯片上，以及将异构的通用内核（分别针对单线程和多线程优化的内核）整合到万亿级架构中，以实现模块化的功能单元设计。

引爆超级应用 科幻小说成现实

　　万亿级计算性能以及传输万亿字节数据的能力，将能够支持跨万亿次浮点数据的实时数据挖掘、面向更智能汽车和其它设备的人工智能（AI）、针对建模、虚拟化、物理模拟和医疗培训的虚拟现实等；万亿级计算还将推动基于个人电脑、服务器和掌上设备的高分辨率娱乐内容的“超级”应用，如即时视频通信、高逼真游戏、多媒体三维信息索引以及实时语音识别，这些曾在科幻小说中被看作是异想天开的事，都有可能成为现实。

　　英特尔80核心万亿次浮点运算研究用芯片完工后晶圆的近距离拍照特写

　　英特尔公司高级院士、首席技术官贾斯汀说：“我们的研究人员完成了一个激动人心、具有里程碑意义的项目。这项研究成果为普及具有万亿次浮点运算能力的设计指明了方向，并将给计算机和互联网用户带来意想不到的应用体验。”

　　据介绍，英特尔的研究人员正在对处理万亿级工作负载所需的能力进行分类研究。这些处理能力可以分为三种基本类型：识别（Recognition）、挖掘（Mining）与合成（Synthesis），统称为RMS。识别指的是计算机检查数据和图像并据此构建数学模型的机器学习能力，例如某个具体人脸的模型；挖掘是在大量现实生活数据中发现特定模型样例的能力，如从多种分辨率、照明环境的图像中找到某个具体的人脸；合成则是指通过构建新的模型样例来探索理论场景的能力。比如，如果某个人更年轻或更老，他会长得什么样。

　　RMS应用模型具有通用性，可以满足高性能计算、数字内容创制、计算机视觉和人工智能等领域的海量计算需求。但是，这些应用对系统的微体系架构技术、互连技术、内存技术以及软件开发技术都提出了很高的要求。其中，如何高效地编写可发挥多核处理优势的软件是万亿级计算时代面临的最严峻的挑战之一。

　　杜江凌告诉记者，为简化软件开发工作，英特尔正在研究支持并行编程的新技术。例如，针对两个应用程序访问同一个内存时所产生的“死锁”问题，英特尔开发了事务内存，以满足多线程并行的需要。为避免传统单线程应用在并行编程环境下被重写，该公司的研发人员正在研究并行编译库，以自动并行化现有的单线程代码。此外，英特尔也在积极促成处理器厂商、编译器厂商、操作系统厂商以及应用软件开发商的合作，联合产业链的力量迎接万亿级计算时代的到来。