能源部周一披露了在建的一臺(tái)世上最貴計(jì)算機(jī)之一的細(xì)節(jié)：這臺(tái)耗資5億美元、基于英特爾(Intel)和克雷(Cray)兩家公司技術(shù)的機(jī)器，可能在美國(guó)和中國(guó)之間的重大科技競(jìng)賽中起到關(guān)鍵作用。

這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)名為“極光”(Aurora)，是對(duì)2015年首次公布的一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行重新裝配，預(yù)計(jì)將于2021年交付給芝加哥附近的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory)。實(shí)驗(yàn)室官員預(yù)測(cè)，它將成為首臺(tái)達(dá)到“百億億次”級(jí)別（下稱(chēng)E級(jí)）的美國(guó)計(jì)算機(jī)，每秒運(yùn)算速度超過(guò)百億億次。

它的速度大約是迄今為止最強(qiáng)大系統(tǒng)速度的7倍，比2008年開(kāi)始推出的首批“千萬(wàn)億次”系統(tǒng)快1000倍。支持者希望這些新機(jī)器將能顯著提高研究人員的現(xiàn)象模擬精度，如藥物反應(yīng)、氣候變化、內(nèi)燃機(jī)和太陽(yáng)能板內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)等。

超級(jí)計(jì)算機(jī)在武器設(shè)計(jì)和代碼破解等任務(wù)中發(fā)揮著主要作用，長(zhǎng)期以來(lái)一直是國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力的代名詞。美國(guó)幾十年來(lái)一直在該領(lǐng)域領(lǐng)先，但中國(guó)已成為一個(gè)強(qiáng)敵。

去年，在兩年一次的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)世界500強(qiáng)排行榜上，為田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)建造的IBM系統(tǒng)巔峰(Summit)奪回了第一名的位置。但中國(guó)卻在另一關(guān)鍵指標(biāo)上領(lǐng)先：500強(qiáng)清單上中國(guó)占據(jù)227個(gè)系統(tǒng)，美國(guó)則為109個(gè)。

“極光”的設(shè)計(jì)意在利用人工智能領(lǐng)域的最新成果，包括近來(lái)由谷歌和Facebook一類(lèi)公司推動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。它有可能不是首個(gè)突破新速度壁壘的系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)全球研發(fā)動(dòng)態(tài)的田納西大學(xué)(University of Tennessee)計(jì)算機(jī)科學(xué)家杰克·唐加拉(Jack Dongarra)正在跟蹤中國(guó)定于2020年交付、達(dá)到E級(jí)性能的三個(gè)系統(tǒng)的計(jì)劃。

此外，唐加拉稱(chēng)，繼“極光”之后，能源部預(yù)計(jì)還將在橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和舊金山附近的勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laboratory)推出E級(jí)系統(tǒng)。

在運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)性能測(cè)試之前，超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度通常并不會(huì)引起太多討論。但轉(zhuǎn)為E級(jí)所牽扯的利害關(guān)系和極其昂貴的價(jià)簽還是引來(lái)了巨大關(guān)注。周一參加“極光”討論活動(dòng)時(shí)，能源部長(zhǎng)里克·佩里(Rick Perry)公布了去年一項(xiàng)耗資18億美元建造兩到三個(gè)E級(jí)系統(tǒng)的計(jì)劃。

造價(jià)遠(yuǎn)超“巔峰”的2億美元的“極光”，代表著政府與英特爾簽署的一份創(chuàng)紀(jì)錄合同，也是對(duì)公司在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)力的檢驗(yàn)。這家硅谷巨頭備受歡迎的處理器——幾乎所有個(gè)人電腦和服務(wù)系統(tǒng)的計(jì)算引擎——為大多數(shù)這類(lèi)機(jī)器提供動(dòng)力。但額外的加速器芯片被認(rèn)為對(duì)于達(dá)到最快速度必不可少，通過(guò)將本用于電子游戲的芯片改為用于超級(jí)計(jì)算機(jī)，它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手英偉達(dá)(Nvidia)已經(jīng)建起了一個(gè)相當(dāng)龐大的業(yè)務(wù)。

2015年公布的“極光”版本是基于英特爾的一款加速器芯片，該芯片后來(lái)已經(jīng)停產(chǎn)。兩年后公布了一項(xiàng)經(jīng)過(guò)修訂的計(jì)劃，設(shè)定了更具雄心的性能目標(biāo)。

周一談及的特性包括未公布的英特爾加速器芯片，英特爾標(biāo)準(zhǔn)“至強(qiáng)”芯片的一個(gè)版本，新型存儲(chǔ)與通訊技術(shù)，以及一種將芯片迭放以節(jié)省空間和能耗的設(shè)計(jì)。

據(jù)老牌超級(jí)計(jì)算機(jī)制造商克雷的首席執(zhí)行官彼得·J·恩家羅(Peter J. Ungaro)稱(chēng)，公司正在交付一項(xiàng)名為“沙士達(dá)”(Shasta)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及加快“極光”內(nèi)部數(shù)據(jù)流動(dòng)速度的技術(shù)。英特爾和克雷還在供應(yīng)新的軟件，以使高級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的編程變得更簡(jiǎn)單。

“我們想讓每個(gè)人都能獲得E級(jí)運(yùn)算，”英特爾核心和可視計(jì)算集團(tuán)高級(jí)副總裁拉賈·克杜里(Raja M. Koduri)說(shuō)。

阿貢實(shí)驗(yàn)室副主任里克·L·史蒂文斯(Rick L. Stevens)坦言，“極光”代表著在一批新技術(shù)上的賭博。

“為推進(jìn)目前的技術(shù)水平，我們必須冒險(xiǎn)，”他說(shuō)。“否則，你無(wú)法到達(dá)技術(shù)的前沿地帶。”