超級計算機“頂點”由一排排電冰箱大小的黑色模塊單元構成，總重340噸。

圖片來源：紐約時報

美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室（ORNL）6月8日發布新一代超級計算機Summit，其浮點運算速度峰值達每秒20億億次 (200PFlops)，性能超過此前世界最強的中國超算“神威·太湖之光”（浮點運算峰值每秒12.5億億次）約60%，將幫助美國問鼎闊別近5年之久的全球超算500強（Top500）榜單。

在這個云計算和大型數據中心的時代，超級計算機已經失去了一些吸引力，但許多棘手的計算問題需要巨型機器。去年的一份美國政府報告稱，美國應該加大對超級計算機的投資，方能與中國在核武器和超音速飛機等國防項目上保持同步，以及激發航空航天、石油開發和制藥領域的商業創新。

Summit超算由IBM制造，占據了相當于兩個網球場的空間；同時，為了冷卻其37,000 個處理器，其周邊循環系統每分鐘消耗4,000 加侖的水。橡樹嶺國家實驗室說，Summit的峰值算力達到200 PFlops。這比典型的筆記本電腦快上100萬倍，幾乎是中國排名第一的神威·太湖之光的兩倍（注：此處引用Wired的說法，但如同用峰值算力對比，應為約1.6倍）。

Summit超級計算機4608臺服務器的內部

圖片來源：Oak Ridge國家實驗室

在早期的測試中，橡樹嶺國家實驗室的研究人員使用Summit超算在一個分析人類基因組序列之間差異的項目中每秒執行10的18次方（quintillion）次以上的計算。他們聲稱這是科學計算首次達到這一的計算規模。

這臺最新款的超級計算機，不僅僅對算力的地緣政治意義重大，同時也精心設計，比以前的超級計算機更適合運行機器學習技術。

橡樹嶺國家實驗室稱，Summit超算使用了4608個計算服務器，每個計算服務器中又含有兩個IBM公司生產的22核Power9處理器和6個英偉達公司生產的Tesla V100圖形處理單元加速器。這樣算下來，Summit擁有近28,000個Nvidia GPU，和9000多個IBM CPU。

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對于超級計算機來說，這樣大量使用GPU并不常見，所以這樣設計，也是期望它在使用機器學習技術解決重大科學問題上有所突破，橡樹嶺國家實驗室主任Thomas Zacharia表示。“我們著手打造世界上最強大的超級計算機，”他說，“但它也是世界上最聰明的超級計算機。”

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UIUC國家超級計算應用中心研究員Eliu Huerta將Summit超算的龐大GPU池描述為“像夢境一樣”。Huerta先前在一臺名為Blue Waters的超級計算機上使用機器學習技術，來檢測來自LIGO天文臺的數據中的引力波。LIGO天文臺的兩位創始人因此獲得了2017年的諾貝爾物理學獎。Huerta希望未來Summit可以幫助分析將于2019年部署的大型綜合測量望遠鏡的圖像數據，每晚預計有約15 TB之多。

Summit超算也將用于化學和生物學領域的深度學習。Zacharia表示，它可以被使用在某能源部項目上，項目中包括2200萬退伍軍人的醫療記錄，其中約有25萬人的完整基因組序列。

不過，Summit即將引領的是十億億次級別的爭奪，而百億億次的“E級” （exascale)?超算被公認為“超算界的下一頂皇冠”，目前中、美、歐、日四強正在卯足勁向這一目標沖刺。

目前，全球有多個國家正競相研發E級超算。中國計劃于2020年推出首臺E級超算；美國能源部啟動了“百億億次計算項目（Exascale Computing Project）”，希望于2021年至少交付一臺E級超算，其中一臺的名字為“極光（Aurora）”，初步規劃峰值運算能力超過每秒130億億次，內存超過8PB，系統功耗約為40MW。

美國信息技術與創新基金會全球創新政策副總裁Stephen Ezell說，如果Summit超算的繼任者Aurora按計劃完成，美國可能會在2021年完成該目標。（但由于該計劃之前曾被推遲，這個時間點可能會發生變化）

今年春天，特朗普政府曾要求3.76億美元的額外資金預算，來幫助實現2021年的目標，據悉，該預算已經被美國國家立法委員批準。“高性能計算對于一個國家的國家安全，經濟競爭力和應對科學挑戰的能力來說絕對是必不可少的，”Ezell說。

國內現在同時啟動了三大百億億次超算研發，分別是國防科大/天津超算中心的天河三號、中科曙光的E級超算以及江南所/濟南超算中心的神威E級。以上三套百億億次超算中，有一條要求是共同的，那就是核心處理器必須是國產的，神威·太湖之光上已經用了國產申威SW26010處理器。

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圖片來源：新華網

就在上月，我國在國家超算天津中心發布我國新一代百億億次（1000PFlops）超級計算機“天河三號”原型機，目前其綜合運算能力與‘天河一號’相當，該原型機將于今年6月部署，年底正式投入使用。完整版的“天河三號”將在2020年交付，在進度上比對手暫時領先。

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