「世界第一超算」寶座終易主：美國Summit超越神威太湖之光

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Summit 超級計算機服務器內部圖示（共有 4608 個服務器）。

自 2013 年以來，中國超算一直在全球超級計算機排名中位居第一，現在美國又回到了頂峰。本周五，美國能源部橡樹嶺國家實驗室的工程師們發布了「Summit」，這是一台具有強大性能的超級計算機，它超越了目前的記錄保持者：中國的神威·太湖之光。

這台由 IBM 等公司和機構打造的新機器的峰值算力可達每秒 200 petaflops——每秒 200 千萬億次計算。Summit 要比神威·太湖之光快 60%，比同在橡樹嶺實驗室的 Titan——前美國超算記錄保持者要快接近 8 倍。而在其之下，近 28,000 塊英偉達 Volta GPU 提供了 95% 的算力。

由 IBM 構建的超級計算機 Summit 成為了世界上最智能、最強大的 AI 機器。其機架由超過 185 英里的光纖電纜連接而成。

位於美國田納西州東部的橡樹嶺國家實驗室宣布開發出新型超級計算機 Summit，這是目前地球上最強大的計算機器。它的設計目的部分是為了擴展人工智能技術。

自 2013 年 6 月中國超級計算機首次成為最強超算之後，美國就不再擁有世界上最強大的超算。Summit 有望結束這一局面，Top500 組織的超級計算機官方排名將在本月底更新。

超級計算機在雲計算和大數據中心的時代略微失色。但是很多棘手的計算問題還是需要大型機器。去年美國政府的一份報告中稱，美國應該在超級計算上投入更多，以在核武器和高超音速飛機等國防項目，航空航天工業、石油開採和制藥業的商業創新方面趕上中國。

IBM 構建的超算 Summit 占地面積相當於兩個網球場大小，其循環系統每分鐘需要消耗 4000 加侖水來使 37000 個處理器降溫。橡樹嶺實驗室稱，利用評估超級計算機的標準度量的結果顯示，新的機器峰值性能可達 200 千萬億次計算每秒（2 後面有 17 個 0！），即 200 千萬億次浮點運算。速度大約是典型筆記本電腦的一百萬倍，峰值性能幾乎達到之前排名第一的中國超算神威·太湖之光的兩倍。

在早期測試中，橡樹嶺國家實驗室的研究人員使用 Summit 在一個分析人類基因序列差異的項目中執行超過一百萬兆（quintillion）次計算每秒。他們稱這是首次科學計算達到了計算規模要求。

美國這一最好超級計算機不僅對於算力地緣政治有很大影響，其設計也更加適合運行技術公司中流行的機器學習技術。

近年來，計算機科學在語音識別和圍棋等遊戲上實現突破的原因之一就是，研究者發現圖形芯片可以對深度神經網絡這一機器學習技術提供更大力量。Facebook 近期還披露了其使用十億張 Instagram 照片在數百個圖形芯片上進行了接近一個月的人工智能實驗。

據介紹，新的「世界第一超算」Summit 使用了 27,648 塊搭載 Tensor Core 的最新英偉達 Volta GPU，以及來自 IBM 的超過 9000 塊傳統處理器（其中包括 Power 9）。在 NVLink 等高速互聯技術的幫助下，Summit 在每個節點上部署了 6 塊 GPU（而不是常規的 1 塊）這使得它的模擬性能達到了前作 Titan 的十倍。英偉達稱，新的超級計算機上 95% 的算力來自於 GPU。

如此大規模的 GPU 使用對超級計算機來說也是不尋常的，它應該能夠促使使用機器學習解決科學難題方面出現突破，橡樹嶺國家實驗室負責人 Thomas Zacharia 說道。「我們計劃構建世界上最強大的超級計算機，也是世界上最智能的超算。」

「Summit 是一個吸引全球偉大科學家的宏偉科學工具，」英偉達 CEO 黃仁勛在超算 Summit 發布會上表示。

伊利諾伊大學香檳分校、國家超級計算應用中心的研究員 Eliu Huerta 將 Summit 巨大的 GPU 池形容為「就像夢境一樣」。Huerta 此前在一台名為 Blue Waters 的超級計算機上應用機器學習方法檢測 LIGO 天文台的引力波數據（引力波發現者曾獲得 2017 年的諾貝爾物理學獎）。他希望 Summit 能夠幫助分析每晚從「大型綜合巡天望遠鏡」得到的大約 15TB 圖像。

Summit 也將用於利用深度學習解決化學和生物學問題。Zacharia 表示，這台超級計算機可以使用來自 2200 萬退伍軍人的醫療記錄為美國能源部項目做出貢獻，其中包括約 25 萬全基因組序列。

此前，越來越多的美國人擔心國家在大型計算領域的競爭力，Summit 的出現或許會推動其後繼機型的發展。

美國、中國、日本和歐盟都已宣布了第一代「百億億級」（exascale）超算的研發計劃——實現超過 1000 petaflop 的算力——這是大規模計算的下一個大里程碑。「中國稱這一目標將在 2020 年實現，」華盛頓智庫信息技術與創新基金會的全球創新戰略副總裁 Stephen Ezell 表示，「如果 Summit 的繼任者 Aurora 能夠按期完成，那麼美國也將在 2021 年實現這個目標，但是這一計劃此前曾被推遲。」

Top500 組織在 2017 年 11 月發布的最新排名，國內的「神威太湖之光」和「天河二號」排名前兩位，現在中國的領先位置或將被打破。

美國特朗普政府在今年春天申請 3.76 億美元的額外資金來幫助實現 2021 年的超算研發目標。現在，這一提議已獲得國家立法委員會的批准。「高性能計算對於一個國家的安全、經濟競爭力和應對科學挑戰的能力是必不可少的。」Ezell 表示。

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