文档介绍：上下求索 上下求索的意思
2021年我们有充足理由相信，在全球TOP500最快性能超级计算机排行榜中会出现1Pflops超级计算机。不过要等到连续应用性能１Pflops的超级计算机系统的出现，我们恐怕还要走更长的路。
未来千万亿次超级计算机的构建将采取何种结构，是集群抑或是ＭＰＰ？是继续依靠摩尔定律的发展，还是全新体系结构的突破？
我们基础能够预计，以FPGA、专用加速部件、通用商品化CPU为主体的混合异构结构将成为未来千万亿次超级计算机发展的主流，在这其中，将包含节能、PIM、流式计算、光互联、高效编译器、并行计算环境等很多方面的创新和整合。
在发展千万亿超级计算机上，全球不一样机构，包含企业、研究机构和用户，采取了不一样的技术路线和方法，这里我们选择多个关键的方面来看看大家在千万亿次之路上的探索。
可重构计算结构能以较低的硬件复杂度，实现指令、数据及线程级的并行。FPGA能完成任何数字器件的功效，上至高性能CPU,下至简单的74电路，全部能够实现。目前即使FPGA的广泛应用尚存在很多问题，如透明化结构的多样性，深入提升不一样算法硬件描述效率等，不过好消息却不停传来，包含:
● FPGA硅晶体尺寸和速度不停优化完善;
● 编译器技术不停改善;
● AMD Torenza 协处理平台开发
● Intel前端总线系统架构开放计划;
● 降低功耗、降低成本、优化计算模型等很多方面技术进展不停。
全部这些原因让可重构计算结构在系列计算密集型应用中含有较大的性能/功耗、性能/价格优势。在未来千万亿次研发之旅中，我们期待可重构计算能有着更为成熟和宽广的应用。基于可重构计算构建的高性能计算机系统包含：Cray XD1系统、IBM PERCS系统等等。
Cray于2021年10月推出了该企业第一款配有可重构加速部件的高性能计算机Cray XD1。XD1的每个计算节点中有6块SMP节点卡，每个SMP节点卡上有两个单关键或双关键的AMD Opteron处理器。节点卡之间采取Cray的RAIS系统互连，在节点卡上使用了RACP通信处理器，连接Opteron的HT通道和RAIS，实现了CPU和互联网络之间的紧耦合。RACP通信处理器的作用相当于传统的HPC中的网络接口卡，它能够将通信任务从主CPU中卸载下来，充足实现计算和通信的重合，其MPI通信延迟只有。同时，RACP通信处理器还提供了CPU、互连网络和FPGA加速器之间的高速互连通道。FPGA和CPU之间的通信带宽为/s，FPGA的外部存放器为144位宽的QDR SRAM，访存带宽高达/s。
2．专用加速部件
专用加速部件是指基于ASIC或FPGA实现特殊应用算法的硬件，从而达成较高的加速比和更低的计算能耗。经典的系统有日本的MD-GRAPE和GRAPE-DR系统。
MDGRAPE-3系统是专用加速部件应用的经典。之前也曾被称为“蛋白质探索者”，它是由大量通用服务器组成，每一个服务器上全部连接有运算部件，每个运算部件上全部构建有24个日本理化研究所于2021年8月开发成功的分子动力学专用LSI。计算程序的通常算法由通用服务器实施，而分子间的库仑力和范德华力的计算则在专用LSI上进行。