大家是否知道1分钟时间里互联网世界里发生了什么？2013年Intel公司统计表明，在1分钟内，互联网上约有157万GB的数据传送，大家熟知的Google上有410万次搜索，Facebook上有69万次的信息发送等等。2013年全年终端产生的数据达到4泽字节（1泽字节=2^70字节），而这仅是2013年的数据。到2017年，连接在互联网上的终端将是地球人口的3倍。2015年思科公司预测从2014年到2019年，全球人口每年以1.1%的年复合增长率增长，到2019年，全球人口达到76亿；由终端每月产生的数据以年复合增长率23%增长，到2019年，每月产生约170艾字节（1艾字节=2^60字节）的数据。终端的快速增长将导致互联网上的数据急剧增长，极大地增加数据中心的负担，对数据中心的性能要求也越来越高。类似地，药物开发、气候模拟、地球以及宇宙模拟等要求超级计算机的性能也越来越高。在过去20年，世界排名前500的超级计算机的性能以每4年10倍的速度增长，可预见到2020年，世界排名第1的超级计算机的速度将达到1Exaflops/s（每秒1018次浮点运算），是现在世界排名第1的天河二号的20倍。所以，未来数据中心和超级计算机将由于数据传输、交换和存储需要越来越多的带宽。此外，数据中心和超级计算机需要消耗巨大能源，用于驱动内部硬件系统和外部冷却系统。目前单位数据中心或超级计算机消耗的功率在十兆瓦量级，随着数据中心和超级计算机规模的增长，未来消耗的功率将在百兆瓦量级。所以降低数据中心和超级计算机的功耗也是一个巨大的挑战。
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