新一轮军备竞赛：建造世界上最强大的计算机 (新闻编译)

新一轮军备竞赛：建造世界上最强大的计算机

作者：约翰·马科夫（John Markoff）

新闻来源：《纽约时报》（The New York Times），2005-08-19

旧金山(2005-8-18)：一场抵达超级计算机性能方面下一个里程碑的全球竞赛正在进行，那可是当今最强大计算机运行速度的很多倍。

在这个领域，除了美国和日本两个夙敌外，增添了新的来客：中国——作为一个经济强擎，正渴望展示它的到来。

新的超级计算机最早也要到2010年左右才将投入应用，但是它们正被日益视为关乎科学、先进技术和国家安全等发展的至关紧要的投资。

超高速计算机曾经是核武器设计者和破密机（code breaker）专属的领地，现在被日益用于设计日常产品。宝洁公司（Procter & Gamble）运用一台超级计算机仿真运算其品客薯片（Pringles）上空的气流，以帮助实现薯片不会从公司的装配线上被拍落下来。

目前，受所谓的“并行计算”发展的驱使——利用软件使上万个或甚至是上百万个处理器芯片捆绑在一起成为可能——未来超级计算机的速度只受限于成本、电量充足和系统冷却能力（超级计算机系统现在还很庞大，占地超过数千平方英尺）。            

中国现在已占据了全球最快的超级计算机500强中的19个席位，并且中国媒体新近的报道强调了独立发展高性能计算机技术而不依赖于美国的重要性。

高性能计算机技术提供商Chiaro Networks公司的一位副总统，超级计算机设计师史蒂夫·瓦拉赫（Steve Wallach）说：“超级计算机正成为一个关乎民族自豪感的问题。日本当初就是由此原因在全球超级计算机研发领域崛起的，现在，中国也希望籍此在各个领域跻身世界一流。”

的确，最近几周，已有不少报道称日本和中国都在计划新的投资以突破每秒千万亿次浮点运算(petaflop)的瓶颈。Petaflop是描述每秒进行千万亿次浮点运算能力的一种计算机性能指标，这一运算速度大概是今天最快的超级计算机的八倍。

美国田纳西大学（the University of Tennessee）保有一份世界上运行最快的计算机名录，该大学的计算机科学家杰克·多加拉(Jack Dongarra)说：“似乎每个人都在为了一个petaflop而竞赛。”

目前，全球速度最快的计算机是去年年底在位于美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Lab）里安装的一台超级计算机——并且仍在升级中。这台最快的超级计算机运行速度可以达到每秒136万亿次浮点运算，或者说是当前最快台式机运算速度的10万倍。IBM公司建造了这台名为蓝色基因Blue Gene/L的超级计算机，并且计划在年底之前使它的运算速度提高一倍。

迄今为止，只有少量的研究资金用在设计petaflop 级的超级计算机，而日本和美国的一些专家相信认为，开发成功一台这样超级计算机的差不多要花费10亿美元。但是，多加拉（Dongarra）提到，有10家公司已经表明他们正在做前期准备工作。

在美国，克雷公司（Cray）、IBM、太阳微系统公司（Sun）已经在五角大楼一项发展计划资助下开始了相关工作，计划在2010年前开发出petaflop级超级计算机。

美国的超级计算机计划，也就是美国防部国防高级研究计划局(DPRPA)的高性能计算机系统计划，早在2003年就开始了，投资大约有1.5亿美元，这是作为美国对一台日本超级计算机出现的一系列反应之一。日本的这台超级计算机“地球模拟器”用于气候研究，在2002年的时候是世界上最快的计算机，它的出现使日本第一次替代美国处于领先。

在美国政府的大力支持下，IBM、Cray和SGI公司(Silicon Graphics) 都打造了自己的并行运算超级计算机，并于2004年11月帮助美国重新夺回了在超级计算机领域的领先地位。6月发布的全球最快计算机500强的最新排名中，美国占据榜上前3名。日本的地球模拟器已经下降到第4位，运算速度大约是新领先计算机的四分之一。

一些专家表示，他们相信美国在超级计算机技术领域仍然有优势。IBM负责高性能计算机业务的副总裁David Turek说：“在美国对这一问题的担心比以往小了。我们没有错过机会。”

但是，美国最快的超级计算机主要用于军事应用，在国家武器实验室里进行核武器设计和测试。许多科学家和高科技产业官员担心，美国可能在油气勘探、汽车的设计和制造等关键领域失去优势。他们认为，应用不局限于军事目的的超级计算机开发需要政府和私营企业的合作。

并非所有的超级计算机专家都认可拥有全球最快的计算机对美国的竞争优势是至关重要的。

微软公司研究人员、前超级计算机设计师戈登·贝尔说：“IBM和克雷在确保美国在高性能超级计算机市场上的竞争力方面确实有功。” 他还补充说，由于超级计算机的编程异常困难，因此它们的短期影响相当有限。

但在4月份，日本汽车制造商协会（the Japanese Automobile Manufacturers Association）在报告中称，“地球模拟器”一直被汽车设计师用来大幅度提高汽车碰撞模拟试验的速度和精度，缩短了新型号汽车的开发时间。

这警醒了一些美国官员，他们认为高性能计算机在工业竞争力方面具有决定性的作用。

设在华盛顿的竞争力理事会（the Council on Competitiveness）负责高性能计算机项目的副总裁Suzy Tichenor说，“这是竞争力游戏中一个不大但重要的变化。”

上个月在中国，去年兼并I.B.M.个人电脑业务的联想集团（Lenovo Group）宣布它将参与中国政府在2010年前开发petaflop级超级计算机的计划，这项计划是中国政府5年计划的一个部分，旨在发展中国的计算机技术。另外，曙光、星盈科技二家公司也表明它们计划开发petaflop级超级计算机。

由法国计算机制造商Bull公司领导的一项军事计划打算在2013年建成一台petaflop级超级计算机。

此外，已经有了超过一个petaflop的前沿技术讨论了。有几家日本报纸上个月报道说，预期日本政府将宣布开发运算能力为10petaflop级的超级计算机作为“地球模拟器”后继者。

与此同时，日本计算机制造商富士通（Fujitsu）上个月称，它计划开发一台3 petaflop超级计算机。此外，“地球模拟器”的负责人上周告诉《自然》杂志，他在计划一项对地球模拟器的廉价改造，这将给它相当于一台普通的16 petaflop超级计算机的运算能力。

这个系统将应用两台计算机，一台进行粗略计算，另一台负责更为准确的运算，这将带来比今天庞大的并行式计算机更高的效率。

尽管美国重新夺得了超级计算机领域的领先地位，它的研究人员获益却是不均衡的。例如，当其他国家已经本国速度最快的计算机用于其它领域（特别是对气候变化的研究）的时候，在美国这里却是那些军队和情报机关照例控制着真正的大型计算机系统。

美国国家科学基金会（the National Science Foundation）的计算机信息科学与工程副主任彼得·A·弗里曼（Peter A. Freeman）说：“这些超级计算机能够用来回答一些简直意味着人类生或死的复杂问题。当前，在这个问题的处理上，美国拥有的数据没有日本的好。这是一个国家战略的问题。”