世界各國都在積極研發(fā)超超級計(jì)算機(jī)
??? 研制億億級超級計(jì)算機(jī)勢在必行
??? 據(jù)英國廣播公司（BBC）近日報(bào)道，美國國防部高級研究計(jì)劃局（Darpa）正在緊鑼密鼓地研制億億級（exascale，10的18次方）超級計(jì)算機(jī)，該 計(jì)算機(jī)每秒能夠進(jìn)行億億次（exaflop）浮點(diǎn)運(yùn)算，其運(yùn)行速度將是目前世界上運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)Jaguar（美洲豹）的1000倍左右。 Darpa在聲明中指出，該研究計(jì)劃的最終目標(biāo)是“讓計(jì)算機(jī)徹底改頭換面”。
??? 據(jù)BBC報(bào)道，目前，美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的超級計(jì)算機(jī)Jaguar的運(yùn)算速度為每秒1.75千兆次（petaflop，1千兆次即每秒進(jìn)行10的15次方次浮點(diǎn)運(yùn)算）。
??? Darpa已經(jīng)授權(quán)英特爾公司、英偉達(dá)公司、麻省理工學(xué)院、桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室等攜手打造該超級計(jì)算機(jī)，Darpa預(yù)計(jì)原型機(jī)將于2018年研制成功。
??? Darpa表示，新超級計(jì)算機(jī)主要用于分析軍事設(shè)備和傳感器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。新研究項(xiàng)目名為“普適高性能計(jì)算（UHPC）”，旨在沖破摩爾定律的藩籬。
??? 另據(jù)英特爾公司的網(wǎng)站報(bào)道，英特爾將聯(lián)合法國研究機(jī)構(gòu)，建立歐洲Exascale研發(fā)中心，共同研發(fā)exaflop級別的超級計(jì)算機(jī)。
??? 另外，早在2006年，日本文部科學(xué)省就開始致力研制新一代超級計(jì)算機(jī)，希望于2012年率先研制出億億級超級計(jì)算機(jī)，預(yù)定的研發(fā)費(fèi)用為1230億日元。
??? 讓超級計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度達(dá)到每秒億億次不僅僅是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，它也將讓很多學(xué)科躍上新的高度；讓科學(xué)家和醫(yī)生更好地理解海量數(shù)據(jù)；讓科學(xué)家研 發(fā)出新的技術(shù)來使云計(jì)算達(dá)到一定的規(guī)模，使龐大的分布式計(jì)算機(jī)能夠模擬現(xiàn)實(shí)；幫助研究人員創(chuàng)建三維立體可視圖像而非視頻游戲來運(yùn)行無窮無盡的假定推測情 景，以此增加細(xì)節(jié)的精確度，正如電影《星際迷航系列》中的“全息甲板”等。
??? 而且，億億級超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也將在高清晰氣候模型的設(shè)計(jì)和制造、生物能源產(chǎn)品的研制、智能柵格的研發(fā)以及熔解能源的設(shè)計(jì)等方面大顯身手。
??? 降低能耗和改進(jìn)軟件設(shè)計(jì)是關(guān)鍵
??? 億億級超級計(jì)算機(jī)的能耗成為研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)，IBM公司深度計(jì)算部門的副總裁戴夫?特瑞克在超級計(jì)算機(jī)大會(huì)上表示，Jaguar超級計(jì)算機(jī)耗能7兆瓦。 一臺(tái)只配置中央處理器處理核心的億億級超級計(jì)算機(jī)耗能約20億瓦特，相當(dāng)于一個(gè)中等規(guī)模的原子能核工廠的耗能，降低能耗將成為研究人員考慮的要點(diǎn)。
??? 據(jù) BBC報(bào)道，美國軍方授權(quán)研制新一代超級計(jì)算機(jī)的廠商也需要研制出一種全新的節(jié)能芯片，以減少超級計(jì)算機(jī)的能耗，也有公司考慮使用將加速器與中央處理器相 結(jié)合的混合方式來達(dá)到降低能耗的目的。布蘭德強(qiáng)調(diào)說，使用加速器是實(shí)現(xiàn)億億級計(jì)算機(jī)可行性戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在，應(yīng)用軟件可以利用加速器來首先邁進(jìn)億億級計(jì)算的 “大門”。另外，有專家認(rèn)為，億億級超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心處理器的數(shù)量大概在1000萬到1億個(gè)之間。特瑞克強(qiáng)調(diào)說，運(yùn)行這么多核心的系統(tǒng)有可能頻繁出現(xiàn) 故障，必須采取更加靈活有效的方式來重新設(shè)計(jì)解決這些問題的應(yīng)用工具。
??? 有鑒于此，美國軍方正在著力研發(fā)全新的計(jì)算架構(gòu)和編程模式，解決傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)遭遇的能源使用問題和計(jì)算擴(kuò)展限制問題。Darpa指出，新超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比現(xiàn)有系統(tǒng)“能效高100倍至1000倍，而且性能更高，并且相應(yīng)的軟件編程也比現(xiàn)有的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更容易”。
??? 也有研究人員提出，讓超級計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)盡可能簡單是關(guān)鍵，目前的很多超級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)都很簡單，比如，IBM公司的“紅杉”超級計(jì)算機(jī)的大小只有一個(gè)上網(wǎng)本的一半，而且也沒有暴露在外面的電線。
??? 美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)技術(shù)部門助理副主管馬克?西格也強(qiáng)調(diào)說，設(shè)計(jì)簡潔是關(guān)鍵，億億級超級計(jì)算機(jī)的部件可能比目前的超級計(jì)算機(jī)要少，IBM公司 的藍(lán)色基因L超級計(jì)算機(jī)（Blue Gene/L）嵌制了動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、電壓調(diào)控模組以及千兆位以太網(wǎng)，但是，其設(shè)計(jì)也非常簡潔。
??? 新一代超級計(jì)算機(jī)的成本可能非常高，目前的超級計(jì)算機(jī)的成本高達(dá)1億美元，即使exascale級超級計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)，其成本可能為10億美元左右，這可是一筆巨大的投資。
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