速度需求

　　眼下，在视频游戏系统、高端娱乐型个人计算机、传输控制协议/网间协议（TCP/IP）应用程序和安全套接层加速器（SSL Accelerator），硬件加速技术都随处可见。在1997年击败国际象棋冠军盖瑞·卡斯帕罗夫（Garry Kasparov）的IBM超级计算机“深蓝”里也有加速器的身影。而FPGA芯片因为在制成后能接受新的指令，所以作为原型设计的测试芯片一直广受欢迎。

　　不过，现在的新情况是，人们迫切需要把加速器运用到越来越多的应用中去。芯片公司需要的不只是简单地把加速器作为特殊用途处理器来分担工作负荷，他们希望的是把加速器与CPU集成到同一块硅基上。这是牺牲芯片对各种应用程序的通用运行能力来换取令人瞩目的运算速度。

　　加速器并不适用于所有的任务：因为它们难以编程，而应用程序往往需要根据硬件环境进行调整。“在适合加速器的场合里，它的运行速度惊人；但在不恰当的场合，它慢得像头老牛。”松冈评价说。潜在的适用环境包括数字视频处理、计算机动画、财务分析、石油产业里的地震图像处理和生物科技领域等。目前来说，一方面可以期待加速器在现实世界有更多的部署应用；另一方面，如果技术人员能攻克编程和其他难题，也许就能像上世纪80年代的矢量芯片（Vector Chip），和上世纪90年代基于精简指令集（RISC）的机器，以及最近十年芯片组模式的过渡和提升一样，硬件加速器将使计算机的运算能力再跃上一个新台阶。“这是一大片未开发的西部处女地。”IBM深度计算部副总裁戴夫·图瑞克（Dave Turek）确信，“而幸运之星现在正慢慢向成功靠近。”

　　但为什么突破是当下这个时机呢？因为过去几十年来，芯片制造商依赖于提高时钟速度—每秒钟处理器执行指令的数量—作为提升运算能力的动力。时钟频率每18个月会增长一倍，芯片速度也会随之增长，一年内就使机器无需增加更多芯片，应用程序的处理能力获得50%~60%的提高。而越来越小的晶体管、越来越长的管线队列处理能力和日益复杂的微体系结构（Microarchitectures）的引入，都使诞生新产品的需求显得越来越紧迫。

　　而现在广泛使用的单线程软件模式使芯片的性能增长每年不超过20%。“现在主宰市场的单线程模式其实已日薄西山了。”为波音公司（Boeing）和美国联邦政府提供服务的超级计算机公司Cray的首席技术官（CTO）史蒂夫·斯科特（Steve Scott）这样断言。