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据报道,2013年,中国开发出了全球最快的超级计算机“神威。太湖之光”,性能达到美国速度最快的系统“Titan”的5倍。不过,美国能源部正在研究新一代超级计算机,其速度将达到Titan的50倍。

本周,美国能源部向6家公司授予了总额2.58亿美元的合同,这些公司包括AMD、Cray(Titan的开发商)、惠普企业(HPE)、IBM、英特尔和英伟达,目标是到2021年开发出计算性能达到百亿亿次级的超级计算机。这些公司也将为此追加至少1.72亿美元的资金,因为它们也将从新技术开发中受益。

“百亿亿次级计算项目”需要多方面的技术进步。HPE表示,在第一阶段,相关公司将设计可以用在未来系统中的技术。这将推动新的计算架构,将数据保存在容量巨大的超高速RAM中,使数据可以一次性得到处理,而不必再利用存取速度较慢的硬盘。这样的数据池将通过网状网络连接用于处理数据的处理器。HPE上月推出了这种技术的原型产品,即“The Machine”。

这种以存储为导向的方式与IBM的理念似乎一致。IBM研究院的詹姆斯。塞克斯顿(James Sexton):“高性能计算正在从单纯以计算为中心的模式转变成为更强调以数据为中心的模式。在数据存储和流动过程中,对数据进行管理、训练、分类和分析的能力至关重要,相对于传统计算方法可以从大量数据源中更快地提取信息。”

英伟达对这一项目的贡献主要在于用于人工智能的更强大GPU(图形处理单元)。新一代GPU将比用在2018年美国能源部计算机中的Volta芯片更强大。除硬件之外,美国能源部还将要求这些公司开发强大的软件,运行庞大的计算。

美国能源部列出了这种系统的潜在应用,例如模拟地震的影响,预测癌症治疗的有效性,设计核聚变反应堆,以及模拟大型风力发电场的空气动力学等。2017年4月,美国能源部在一份30页的文件中甚至认为,这样的系统可以模拟气候变化。

百亿亿次级计算项目在环保方面的目标是,在不需要更多能源的情况下提升性能。不过,即便实现这样的目标,系统的能耗依然会很高。在最佳情况下,该系统的能耗达到20兆瓦,这相当于2万户家庭的耗电水平。

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