新華社華盛頓5月7日電 新聞分析：美國(guó)為何追求百億億次超算“多保險(xiǎn)”

新華社記者周舟

今年3月18日，美國(guó)宣布撥款5億美元建造首臺(tái)百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“極光”。時(shí)隔不到兩月，美能源部又在7日宣布，將撥款6億美元建造第二臺(tái)百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)——“前沿”，2021年交付時(shí)它有望成為世界上最強(qiáng)大的超算。

百億億次超算，又稱(chēng)E級(jí)超算，被公認(rèn)為“超級(jí)計(jì)算機(jī)界的下一頂皇冠”。短時(shí)間內(nèi)先后推出兩個(gè)E級(jí)超算建造項(xiàng)目，據(jù)悉第三臺(tái)E級(jí)超算也已在規(guī)劃之中，這無(wú)疑凸顯了美國(guó)對(duì)保持超算全球領(lǐng)先的高度重視。

瞄準(zhǔn)多臺(tái)E級(jí)超算

按計(jì)劃，“前沿”將建在美能源部下屬橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，浮點(diǎn)運(yùn)算速度可達(dá)每秒150億億次。目前世界上最強(qiáng)大的超算是美國(guó)的“頂點(diǎn)”，其浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒14.35億億次，僅為“前沿”的十分之一。

承建“前沿”的美國(guó)克雷公司首席執(zhí)行官彼得·溫加羅說(shuō)，“前沿”的計(jì)算能力可達(dá)現(xiàn)今全球前160名超算的總和。“如果這個(gè)星球上每個(gè)人每秒計(jì)算一次，他們要6年才能做完‘前沿’1秒鐘完成的工作?！?/p>

從技術(shù)構(gòu)架看，“前沿”與“極光”都采用克雷公司的超算系統(tǒng)“沙斯塔”，區(qū)別是二者分別采用了美國(guó)超威半導(dǎo)體公司和英特爾公司的中央處理器，這也反映出美國(guó)政府支持兩大芯片巨頭在超算領(lǐng)域展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。

美國(guó)在超算領(lǐng)域的雄心還遠(yuǎn)不止于此。據(jù)美能源部下屬勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室透露，能源部還申請(qǐng)了在該實(shí)驗(yàn)室部署美國(guó)第三臺(tái)E級(jí)超算“酋長(zhǎng)巖”，也計(jì)劃撥款6億美元，有望在2023年前交付。

國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈

以中美為代表的全球超算領(lǐng)域正處于你追我趕之中。2018年6月發(fā)布的全球超算500強(qiáng)榜單上，美國(guó)“頂點(diǎn)”超過(guò)曾4次蟬聯(lián)冠軍的中國(guó)“神威·太湖之光”，使美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)多年后重回榜首。

目前，中美日歐都有自己的E級(jí)超算研制項(xiàng)目或計(jì)劃。因此專(zhuān)家預(yù)計(jì)，未來(lái)全球超算500強(qiáng)榜單的榜首位置可能將出現(xiàn)多國(guó)交替占據(jù)的態(tài)勢(shì)。

美國(guó)近期雖然已宣布建造兩臺(tái)E級(jí)超算，但從長(zhǎng)期來(lái)看這也未必能確保美國(guó)的計(jì)算能力持續(xù)保持全球領(lǐng)先。從2018年底發(fā)布的最新一期全球超算500強(qiáng)榜單來(lái)看，雖然美國(guó)的“頂點(diǎn)”和“山脊”超算已超越中國(guó)的“神威·太湖之光”和“天河二號(hào)”，但中國(guó)上榜的超算總數(shù)已升至227臺(tái)，美國(guó)安裝的超算則降至109臺(tái)。

另外，中國(guó)也在部署E級(jí)超算領(lǐng)域的“雙響炮”甚至“三連發(fā)”。中國(guó)自主研發(fā)的“天河三號(hào)”原型機(jī)2018年7月以來(lái)已開(kāi)放應(yīng)用，“天河三號(hào)”預(yù)計(jì)2020年研制成功。神威E級(jí)原型機(jī)和曙光E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)也已完成交付。

人工智能助力應(yīng)用

研發(fā)E級(jí)超算，目的并非單純比拼運(yùn)算速度，關(guān)鍵還在于應(yīng)用，以解決國(guó)家面臨的挑戰(zhàn)性問(wèn)題。例如，“天河三號(hào)”原型機(jī)目前已為多個(gè)合作單位完成了大規(guī)模并行應(yīng)用測(cè)試，涉及大飛機(jī)、航天器、新型反應(yīng)堆、電磁仿真等領(lǐng)域數(shù)十款大型應(yīng)用軟件。

美國(guó)宣布建造的兩臺(tái)E級(jí)超算，最大的特點(diǎn)是能夠更好地支持人工智能計(jì)算。超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能結(jié)合正成為下一代高性能計(jì)算的重要方向。

美能源部和美國(guó)退伍軍人事務(wù)部2017年合作推出一項(xiàng)針對(duì)退伍軍人的精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目，旨在利用下一代人工智能和超算技術(shù)來(lái)提升退伍軍人健康狀況；美能源部下屬的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正使用“頂點(diǎn)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，依靠仿真數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以預(yù)警極端氣候事件。

美能源部長(zhǎng)佩里說(shuō)，E級(jí)超算“前沿”創(chuàng)紀(jì)錄的計(jì)算性能將確保美國(guó)有能力在科學(xué)上引領(lǐng)世界，它將加速人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新，讓美國(guó)研究者擁有世界級(jí)的數(shù)據(jù)和計(jì)算資源，“讓下一批偉大的發(fā)明出現(xiàn)在美國(guó)”。

[責(zé)任編輯：楊凡、梁延菊]

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