新闻分析：美国为何追求百亿亿次超算“多保险”

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今年3月18日，美国宣布将拨款5亿美元建造第一台千兆级超级计算机奥罗拉。不到两个月后，美国能源部7日宣布，将拨款6亿美元建造第二台千兆级超级计算机——“前沿”，预计该计算机将于2021年交付使用，届时将成为世界上最强大的超级计算机。

数十亿台超级计算机，也被称为E级超级计算机，被公认为“超级计算机领域的下一个皇冠”。两个E级超级计算建设项目已经在短时间内启动，据报道，第三个E级超级计算已经在规划之中，这无疑凸显了美国对保持超级计算全球领先地位的高度重视。

瞄准多台E级超级计算机

根据计划，“前沿”将建在美国能源部下属的橡树岭国家实验室，浮点运算速度可达每秒150亿次。目前，世界上最强大的超级计算机是美国的“顶点”，其浮点运算速度为每秒14.35亿次，仅为“前沿”的十分之一。

建造“前沿”的美国克莱公司的首席执行官彼得·温加罗说，“前沿”的计算能力可以达到当今世界上160台超级计算机的总和。“如果这个星球上的每个人都每秒计算一次，那么他们将需要六年时间才能在一秒钟内完成‘前沿’所做的工作。”

就技术架构而言，“前沿”和“极光”都使用克雷的超级计算系统“沙斯塔”。区别在于他们分别使用了美国超级半导体公司和英特尔公司的中央处理器，这也反映了美国政府支持这两个芯片巨头在超级计算领域展开竞争。

美国在超级计算领域的雄心远不止于此。据美国能源部下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室称，能源部还申请在实验室部署第三代E级超级计算“酋长岩”，并计划拨款6亿美元，预计2023年前交付。

国际竞争日益激烈

以中国和美国为代表的全球超级计算领域正在迎头赶上。在2018年6月公布的世界500强超级计算机名单中，美国的“顶点”超过了中国的“神威太湖之光”，后者已连续四次获得冠军，使美国超级计算机在多年后重返榜首。

目前，中国、美国、日本和欧洲都有自己的E级超级计算机开发项目或计划。因此，专家预测，在未来，全球超级计算500强的榜首位置可能会被许多国家交替占据。

虽然美国最近宣布建造两台E级超级计算机，但它可能无法确保美国的计算能力在长期内继续领先世界。根据2018年底发布的最新全球500强超级计算机名单，虽然美国的“顶点”和“脊”超级计算机已经超过了中国的“神威太湖之光”和“天河二号”，但在中国上市的超级计算机总数已经上升到227台，而在美国安装的超级计算机数量已经下降到109台。

此外，中国还在E级超级计算领域部署了“双炮”甚至“三连发”。中国自主研发的“天河三号”样机已于2018年7月投入使用，预计“天河三号”样机将于2020年研制成功。神威E级原型系统和曙光E级原型系统也已交付。

人工智能有助于应用

开发E级超级计算机的目的不仅仅是为了争夺计算速度，关键在于它在解决国家面临的挑战性问题方面的应用。例如，“天河三号”样机已经完成了多个合作单位的大规模并行应用测试，涉及大型飞机、航天器、新反应堆和电磁仿真领域的几十个大规模应用软件。

美国宣布的两台E级超级计算机的最大特点是它们能更好地支持人工智能计算。超级计算机和人工智能的结合正成为下一代高性能计算的重要方向。

美国能源部和美国退伍军人事务部在2017年联合发起了一项针对退伍军人的精确医疗项目，旨在利用下一代人工智能和超级计算技术来改善退伍军人的健康状况；美国能源部下属的一个研究小组正在使用“顶点”超级计算机，依靠模拟数据训练人工智能神经网络来警告极端天气事件。

美国能源部长佩里表示，在E级超级计算“前沿”的创纪录计算性能将确保美国有能力在科学领域引领世界。它将加速人工智能领域的创新，给美国研究人员提供世界级的数据和计算资源，并“让下一批伟大的发明出现在美国。”

来源：搜狐微门户