最快超级计算机之争

2015 年，中国连续第三年成为世界最强大的超级计算机。天河二号在备受推崇的 TOP500 超级计算机排名中击败了美国的泰坦。而中国只拥有全球 7% 的超级计算机（而美国则占 46%）。计算能力转化为经济实力和国家安全，因此落后应该是一个警钟。这应该是我们的“斯普特尼克时刻” ^。1

劳伦斯伯克利国家实验室副主任、TOP500 联合编辑霍斯特·西蒙表示，与进入轨道的竞争一样，“这是一场国际竞赛”。下一个里程碑将是实现“百亿亿次”计算，这意味着每秒执行 1 千万亿次计算（比天河二号快 30 倍左右）。谁能率先实现这一目标，谁就能彻底改变天气预报，设计出超高效的客机，用精准医疗对抗疾病——更不用说垄断计算能力市场了。

西蒙表示，美国曾是无可争议的领跑者，但自经济大衰退以来，我们的步伐（即投资）已经放缓。这并非美国独有；全球的投资都在放缓。但“计算以指数级的时间尺度自我转变。如果你睡了三年，你就落后了两代人，”他说。“我们睡了五年。”现在，中国可能有望在 2020 年代初在百亿亿次计算上超越我们。

美国曾经是无可争议的领先者，但自大衰退以来，我们的步伐开始放慢。

然而，达到百亿亿次级计算要比实现历史性进步困难得多。超级计算公司 Cray 的首席技术官史蒂夫·斯科特 (Steve Scott) 表示，我们正面临功率瓶颈。“我们再也无法让所有晶体管全速运行；这会产生过多的热量，并烧毁芯片。”换句话说，功率效率的提高并没有跟上摩尔定律^。2

相反，斯科特说，我们可能需要重新思考计算。如果我们能用大量更简单、更节能的处理器取代当今的强大芯片，它们就可以并行处理大量计算，就像驾驭一群蚂蚁而不是几头饥饿的大象一样。但这意味着要弄清楚如何将计算问题分解成微小的部分，以便进行独立和非连续的处理——这对软件开发人员来说是一场噩梦。（这解释了为什么这样的飞跃尚未实现。）

美国政府正在策划一场复兴，尽管进展缓慢。今年 7 月，奥巴马政府成立了国家战略计算计划，以重回国际舞台。“这是一种全力以赴的方法，”斯科特说。只要国会拿出额外的资金，各机构将不再追求孤立且资金不足的超级计算目标。其目标是协调政府机构、学术机构和私营公司。

白宫科技政策办公室技术与创新副主任汤姆·卡利尔表示：“我们现在需要开始战略性地增加投资。”如果我们能够像在太空竞赛中一样整合美国的集体智力力量，我们可能会成为第一个登上月球的国家。