據(jù)報道，2013年，中國開發(fā)出了全球最快的超級計算機“神威。太湖之光”，性能達到美國速度最快的系統(tǒng)“TITAN”的5倍。不過，美國能源部正在研究新一代超級計算機，其速度將達到TITAN的50倍。

本周，美國能源部向6家公司授予了總額2.58億美元的合同，這些公司包括AMD、CRAY（TITAN的開發(fā)商）、惠普企業(yè)（HPE）、IBM、英特爾和英偉達，目標是到2021年開發(fā)出計算性能達到百億億次級的超級計算機。這些公司也將為此追加至少1.72億美元的資金，因為它們也將從新技術開發(fā)中受益。

“百億億次級計算項目”需要多方面的技術進步。HPE表示，在第一階段，相關公司將設計可以用在未來系統(tǒng)中的技術。這將推動新的計算架構，將數(shù)據(jù)保存在容量巨大的超高速RAM中，使數(shù)據(jù)可以一次性得到處理，而不必再利用存取速度較慢的硬盤。這樣的數(shù)據(jù)池將通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡連接用于處理數(shù)據(jù)的處理器。HPE上月推出了這種技術的原型產(chǎn)品，即“THE MACHINE”。

這種以存儲為導向的方式與IBM的理念似乎一致。IBM研究院的詹姆斯。塞克斯頓（JAMES SEXTON）：“高性能計算正在從單純以計算為中心的模式轉變成為更強調以數(shù)據(jù)為中心的模式。在數(shù)據(jù)存儲和流動過程中，對數(shù)據(jù)進行管理、訓練、分類和分析的能力至關重要，相對于傳統(tǒng)計算方法可以從大量數(shù)據(jù)源中更快地提取信息?！?/p>

英偉達對這一項目的貢獻主要在于用于人工智能的更強大GPU（圖形處理單元）。新一代GPU將比用在2018年美國能源部計算機中的VOLTA芯片更強大。除硬件之外，美國能源部還將要求這些公司開發(fā)強大的軟件，運行龐大的計算。

美國能源部列出了這種系統(tǒng)的潛在應用，例如模擬地震的影響，預測癌癥治療的有效性，設計核聚變反應堆，以及模擬大型風力發(fā)電場的空氣動力學等。2017年4月，美國能源部在一份30頁的文件中甚至認為，這樣的系統(tǒng)可以模擬氣候變化。

百億億次級計算項目在環(huán)保方面的目標是，在不需要更多能源的情況下提升性能。不過，即便實現(xiàn)這樣的目標，系統(tǒng)的能耗依然會很高。在最佳情況下，該系統(tǒng)的能耗達到20兆瓦，這相當于2萬戶家庭的耗電水平。