自 2013 年以来，中国就始终占据着世界超级计算机排名第一的位置。而这一次，美国再次逆袭，重回巅峰。
近日，美国能源部 ( US Department of Energy) 田纳西州橡树岭国家实验室 (Oak Ridge National Lab) 的工程师推出了一台名为“ Summit ”的超级计算机，其计算能力已经超过了目前排名第一的中国神威·太湖之光超级计算机。
根据官方介绍，Summit 的峰值计算能力可以达到每秒 20 亿亿次，比神威·太湖之光要快 60%，同时也是美国此前的明星超级计算机“Titan”计算能力的 8 倍。
我们做一个类比，如果一个人一秒计算一次的话，就必须要花 63 亿年才能达到 Summit 一秒的计算量。假设一个 10 万人的体育场，每个人都手握一台笔记本电脑同时计算，那么也至少需要 20 个这样的体育场同时“运转”才能达到 Summit 的计算能力。
在超级计算机领域，美国的世界霸主地位曾经被动摇。一直以来，美国能源部所使用的超级计算机长期占据着世界第一的位置。但是在这次成果出来之前的几年里，中国已经成功实现追赶超越美国。我国的神威·太湖之光 93 PFLOP 的极限性能（1 PFLOP 等于每秒一千万亿次的浮点运算），相当于美国能源部下属橡树岭国家实验室开发的 Titan（18 PFLOP）超级计算机的 5 倍。
根据全球超算大会（ISC）2017 年“超级计算机 500 强”榜单，中国超算“神威·太湖之光”与“天河二号”连续第三次夺得榜单前两位，瑞士的“Piz Daint”排名第三，美国的超算 Titan 则名列第四。这也是 20 年来美国首次跌出该榜单的前三名。
美国能源部的“Titan ”超级计算机
当然，Summit 的出现除了再次唤起美国人的自豪感之外，其也有实际的应用场景。比如从新飞机的设计到新材料的制造、从军方核武器的设计到最基础的科学研究，可以说，无论是从科学研究还是军事能力的角度出发，Summit 都对美国继续保持全球超级大国的地位起到非常重要的作用。
橡树岭的研究小组说，Summit 是第一台既支持传统计算也支持运行人工智能应用程序的超级计算机，比如机器学习和神经网络等运行都可以在其上实现。Summit 基于 IBM 在 2017 年 12 月于北京所发表的最新一代 Power PC 9216 架构，与多达 27648 个 NVIDIA GPU 组合而成，目的在于解决目前机器学习与神经网络等 AI 应用的性能瓶颈，而英特尔在此次的超算架构中缺席，代表 IBM 重回超算核心架构的决心有了相当的成效。
IBM 的专家 Bob Picciano 认为，这让 Summit 能够在运行一些程序时比 Titan 快 10 倍，而使用的电力只增加了 50％。测试 Summit 时使用的 AI 程序包括海量的报告和医疗图像，用来尝试发现基因与癌症的关系，以及用来发现那些可能导致阿片成瘾或其他病痛的遗传特征。
像 Summit 这样更强大的超级计算机也可以用于推进气候建模。斯坦福大学卡内基科学研究所的 Patrick Brown 指出，气候建模最大的挑战之一是模拟云的行为，这对我们预测变暖量非常重要。Brown 说，如果有更强的计算能力，用更加详细的方式、模拟更长的时间范围内云中发生的事情会更容易。这可以帮助理清不同气候模型结果之间的关系。
超级计算机含有芯片的节点
Summit 有望在超算算力排名中拔得头筹，预计未来它的性能将达到每秒百亿亿次。全球超级计算机的竞赛已经开始，美国和中国领先。美国正在研究开发几台这样的机器，每台机器的成本可能在 4 亿美元至 6 亿美元之间，并且得到了英伟达、IBM 以及英特尔等公司的合作帮助。美国的目标是在 2021 年和 2023 年之间完成使至少一台“百亿亿级”计算机。
橡树岭实验室的 Jack Wells 表示，Summit 占据了两个网球场大小的区域，每分钟有 4000 加仑的水流过，带走 约13 兆瓦热量。Summit 先进的内存管理和全新的高带宽连接在处理超级计算机产生的海量数据时必不可少。橡树岭国家实验室的科学家表示，他们已经利用 Summit 来进行高效的超大规模比较基因组计算。
Summit 代表美国要在超算领域重回榜首的决心，毕竟超算是许多包含物理、化学、能源，甚至武器在内等多数基础科学发展的基础，若算力不足，那么就很难推动相关科技的持续领先地位。尤其对美国而言，虽然其超算平台发展历史悠久，并在多数科学与应用领域带来领先全球的结果，但近年来中国积极发展超算技术，在神威太湖之光与天河二号等分别针对国防与民用的超算架构带领下，连续数年夺得榜单前两位，对美国是个非常大的预警信号，代表美国在基础科学的发展上已经有落后中国的迹象。
閱讀更多 人工智能風雲 的文章
