● Tesla与FireStream计算单元

    图形处理器（GPU）概念在十多年前被提出，随后在台式电脑中的使用已非常普遍。因为GPU具有强大的向量计算能力和很高的存储带宽，而这两点对于高性能三维图形应用是至关重要的。不过2001年，NIVIDA公司的GeForce 3首先引入了可编程的顶点着色器（Vertex Shader）单元标志着GPU已经发生了职能转变。其后的几年间，科研人员在GPU上尝试移植了无数通用软件，同时GPU的可编程性也在迅速发展。

NVIDIA和ATI在通用计算方面竞争激烈

    NVIDIA Tesla（中文名：特斯拉）是NVIDIA继专业加速卡Quadro及图形卡GeForce系列后，推出的一个全新的产品线，主要应用于于广大科学研究的高性能计算需求。NVIDIA Tesla在一个计算机工作站上供了一个小型计算机集群的计算能力，支持向高效利用能源的并行计算能力的转化。Tesla是一位拥有700多项专利的著名科学家，交流电和无线电的创始人，变压器和交流电动机的发明人，提出了低损耗高压电传输的概念。

桌面级GeForce和高性能计算Tesla

    相对与GeForce和Quadro系列，Tesla虽然使用了架构相同的芯片，但是每颗芯片的电气性能都是异常优越的，同时芯片中的专业数据库和更强的双精度能力被NVIDIA激活，以提供区别于桌面产品的性能。当然Tesla产品的PCB设计和供电元件用料也是经过严格限定的，所以Tesla拥有更低的平均无故障时间和平均故障修复时间。

应用于“天河一号A”的Tesla C2050产品

    在过去一年里，天河一号进行了大升级，目前的配置是14336颗英特尔六核至强X5670 2.93GHz CPU和7168颗Nvidia Tesla M2050 GPU和2048颗自主研发的八核飞腾FT-1000 CPU。处理内核数突破20万颗，是去年24576颗的8.25倍。其实，天河一号不仅仅是升级，而是几乎更新了整个结构，上一代采用的是英特尔四核CPU+ATI GPU，通过Infiniband互连，而新一代则是英特尔六核CPU+NVIDIA GPU+自主八核飞腾CPU，通过专有网络互连。

    Firestream是AMD旗下的品牌系列之一。与Radeon（用于消费级显卡）和FirePro（用于专业显卡）不同，FireStream主要用于AMD的高性能计算卡系列。FireStream产品中的GPU不是用来作3D加速用途，而是利用GPU内置的流处理器变成一群并行处理器，作为浮点运算协处理器，协助中央处理器计算复杂的浮点运算程序，例如复杂的科学运算。Firestream的竞争对手是nVIDIA的Tesla系列高性能计算卡。

    FireStream流处理器的开发软件名为Stream SDK。在2008年8月，AMD宣布将会升级此软件，以支持DirectX 11和OpenCL。从催化剂 8.12开始，主流显卡将可以使用到Stream技术，2010年3月AMD放出了Stream SDK 2.1，正式支持OnenCL。

FireStream加速产品

    自R520系列GPU问世以來，基于它的可编程架构，ATI投入大量資源研究GPGPU，意即使用GPU來作非3D运算，处理一般在主流伺服器和桌面CPU上运行的软件，据称性能比CPU高出10-30倍，并于稍后宣布其“流计算（通用计算）”（Stream Computing/General Purpose Computing）概念，同时发布ATI FireStream流处理器，使用名为“Close To Metal”（CTM）的硬件界面，直接跳过3D应用程序接口，如DirectX，让开发者可以充分利用流处理器架构的特性，以最符合流处理器使用的原则对程序进行优化。

    2009年10月29日亮相的第一版“天河一号”首次开启了GPU加入中国超级计算机的历史进程，而随后更新的“天河一号A”则借助GPU达到了世界超算高峰，让中国也拥有了一套属于自己的可编程性极强的GPU高性能计算集群。相信随着GPU可编程性的逐步提升，未来我们会看到更多的超级计算机系统使用Tesla与FireStream计算单元作为协处理器，未来的超级计算机毫无疑问将拥有更高的运算密度和更低的单位功耗。