2021 年:美國將重新佔據「超級電腦」第一名地位

法國總統馬克宏參觀法國超級電腦Bull / 圖片來源:afp
法國總統馬克宏參觀法國超級電腦Bull / 圖片來源:afp

據《anandtech》報導,為了讓旗下研究室已開發兩年的超級電腦,百萬兆級 (Exascale) 運算計劃趕在 2021 年問世,美國能源部 (Department of Energy,DOE) 將撥款 2.58 億美元給六大電腦公司加速發展。

雖然大部份美國國立研究室購買的超級電腦最近才剛開始到貨,但由於開發一台超級電腦極為複雜且需較長時間,美國能源部 DOE 已開始積極參與下一代超級電腦的研發時辰。

續千兆級 (Petascale) 後,下一代超級電腦則是在百萬兆級 (Exascale) 運算範圍裡,而 DOE 希望購買一台比目前最快的超級電腦還要快 50 倍,每秒運算百萬兆次 (exaFLOPS) 的超級電腦。

DOE 與其下國立研究室早已花了兩年的時間做基礎功,但為了加快速度,已公佈將在三年期間內撥款 2.58 億美元給美國現今 6 大最先進的科技公司:分別為 AMD (AMD-US)、Cray (CRAY-US)、惠普 HP (HP-US)、IBM (IBM-US) 、英特爾 Intel (INTC-US) 、及輝達 Nvidia (NVDA-US),而各公司也將投入 40% 自己的資金來協助此企劃,並趕在 2021 年前完工。

不用質疑,DOE 也基於各公司的優勢分發工作。Cray 與 IBM 會開發系統層面的工作,HP 則會開發用字節編址非揮發記憶體裝置 (byte-addressable non-volatile memory) 的存儲器運算架構 (Memory-Driven Computing Architecture),Intel、AMD 將開發新 I/O 技術,而連同輝達,三家一起將專注于處理器結構研發。

從高層角度來看,這不只是一項多了個百萬兆級的運算系統而已,如何建造此系統及國家科技能力都將經歷考驗。最新一代的 Summit 超級電腦已極度的運用 GPU 與處理器,而下一代應更依賴這些零件。現有的構造法是無法達到百萬兆次級別的,能源效率,可靠性,連接效能在 Exascale 層面都會出現問題。而 DOE 的研究目的分成三個區塊:硬體、軟體、及應用發展。

硬體會是最大瓶頸,要如何在 30 兆瓦的電力裡做 1 百萬兆次的運算?如何把所有零件融合為一?如何用記憶體與零件連接影響新系統?這些都是目前還無解的疑問。當然,軟體更是深奧,只是硬體得先得到解決。

在其構想內,把所有美國國內已有超級電腦的公司拉攏起來,幫助他們開發下一階段科技則是 DOE 給這 6 家企業一個一石二鳥的機會。對於任何成功開發超級電腦的企業,將陸續得到獲益非凡的合約 (開發完整個系統也另有獎金可拿),對於美國政府則是世界領導權以及國家光榮。

中國已經超越了美國最快的 Titan 級超級電腦 (目前全球第三名),在前 500 名裡面的狀元及榜眼都已拿下,而也有計劃在 2020 年前製造出 Exascale 版本的超級電腦。美國海外投資委員會早已限制中國在這方面的投資,這場競爭激烈可想而知。誰先拿下 Exascale 運算系統一戰將會非常精彩。

超級電腦最快速度全球排行榜 / 資料來源:維基百科
超級電腦最快速度全球排行榜 / 資料來源:維基百科

而台灣廠商目前有在超級電腦的供應鏈內的有:華碩 (2357-US)、宏碁 (2353-US)、以及神達電腦 (3706-US) 。


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