美国为何追求超级计算机“顶点”

在世界500强超级计算机最新名单发布前夕，美国于8日宣布，它已经制造了一台名为“顶点”的超级计算机，并称其计算能力是“世界上最强的”。美国为什么追求过剩？

首先，美国渴望重返超级计算排行榜的榜首。世界500强超级计算公司的名单每半年公布一次。美国曾经是这份名单的领导者。然而，中国的“天河一号”在2010年首次获得冠军，随后中国的“天河二号”和“神威太湖之光”再次崛起。在6月份最新一期榜单发布之前，“神威太湖之光”和“天河二号”已经连续四次排名第一和第二。

去年11月神威太湖之光获得冠军时，其浮点速度达到每秒12.5亿次的峰值。然而，一些业内人士当时指出，美国能源部正在支持“顶点”超级计算机的建设，并预计在2018年重新获得冠军。

正如所料，美国能源部橡树岭国家实验室8日宣布，它已经建成了“世界上最强大”的顶点超级计算机，其浮点速度峰值为每秒20亿次。

由于6月是半年一度的世界500强超级计算排行榜的年中更新时间，美国在排行榜发布前宣布成功开发“峰会”，显示出其重返超级计算榜首的迫切心情。

第二，“顶点”强在哪里？据报道，超级计算“顶点”使用4608台计算服务器，每台计算服务器包含两个来自IBM的22核POWER 9处理器和六个来自Avida的特斯拉V100图形处理器加速器。

实验室表示，他们不仅使“顶点”的浮点运算速度峰值达到每秒20亿次，而且在“顶点”进行一些科学运算时，使“混合精度”运算速度达到每秒330亿次。

橡树岭国家实验室专家杰夫·尼克尔斯说，“顶点”比以前的超级计算机有更强的计算和存储能力，拥有大而高质量的文件系统和快速的数据通道，这使得研究人员在使用它时能得到更快更准确的结果。

最后，美国打算如何处理“顶点”？美国能源部长里克·佩里说，“峰会”超级计算将对能源研究、科学发现、经济竞争力和国家安全产生深远影响。美国能源部今年将开始选择科学项目，申请“顶点”超级计算的科学项目已经开始排队。

天文学家计划用它来模拟超新星爆炸。橡树岭国家实验室的计算天体物理学家布朗森·马瑟(Bronson Mather)说，这个“顶点”比以前使用的计算机强大得多，从而将模拟时间延长了数千倍，并为研究像金和铁这样的重元素如何出现在宇宙中提供了线索。

在材料科学领域，研究人员需要能够在原子水平上模拟材料的特性，但在过去，他们只能在计算机上模拟几十个原子的行为。现在他们计划使用“顶点”来模拟数百个原子的行为，从而帮助发现新的材料，如超导体。

在人工智能和医疗的交叉领域，“顶点”也有它的位置。例如，它可以用于癌症研究，帮助医生在癌症发病过程中找出基因、生物标记、环境和其他因素之间的关系。它也可以用来分析蛋白质和细胞的功能，以帮助预防和治疗疾病，如阿尔茨海默氏病和心脏病。

橡树岭国家实验室的计算生物学家积丹尼说，“顶点”超级计算有望以其强大的计算能力打开以前无法想象的研究空间。