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在研制世界最快的超级计算机的争霸赛中，美国暂时赢得了领先地位。

对想要证明自己是科技强国的国家而言，超级计算机是科技实力的象征。而 5 年来，中国一直拥有世界上运算速度最快的计算机。不过，部署在田纳西州橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）的“Summit”（“巅峰”）超级计算机让美国重新夺回了霸主地位。

据本周五公布的数字，“Summit”的浮点运算速度可达每秒 20 亿亿次（200 petaflops），快得令人难以想象。用通俗的话来说，假如一个人每秒可进行 1 次运算，那他需要活到 63 亿年以上，才能与“Summit”在 1 秒钟内的运算量相匹敌。

还没回过神来吗？我们不妨换个比喻：假如一座可容纳 10 万人的体育场座无虚席，且每个人手里都有一台笔记本电脑，那就需要整整 20 座这样的体育场才能与“Summit”的运算能力相媲美。

中国仍然是世界上超级计算机数量最多的国家。且中国、日本和欧洲都在开发速度更快的计算机，这也就意味着，美国的领先地位是暂时的。

美国政府投入了 2 亿美元研发“Summit”，像这样的超级计算机可以加速前沿计算技术发展，比如用于人工智能和处理海量数据。

这些技术可以用来应对科学、工业和国家安全领域面临的巨大挑战，也是美中两国不断升级的技术争夺战的核心。

多年来，美国科技公司一直指责中国窃取了他们的知识产权。一些华盛顿的议员认为，中兴、华为等中国企业对美国国家安全构成了威胁。

如今，超级计算机可以用来模拟核试验、预测天气、勘探石油，以及破解加密算法。科学家表示，未来人们还将利用“Summit”之类的超级计算机在医疗、新材料、能源等领域寻求新的突破。

IBM 研究院（IBM Research）负责人约翰·凯利（John E. Kelly）表示：“这些都是（能够应用于）大数据和人工智能的计算机。”IBM 研究院参与了“Summit”的研发工作。

“全球超级计算机 500 强榜单”由一个计算机科学家小组统计汇编，自推出至今已有 20 多年。小组负责人是田纳西大学（University of Tennessee）计算机科学家杰克·唐加拉（Jack Dongarra）。尽管最新排名数据将于本月晚些时候公布，但唐加拉确信，“Summit”将成为速度最快的超级计算机。

上一次榜单更新还是在去年 11 月。而每秒 20 亿亿次的浮点运算速度是当前最强超级计算机的 2 倍还多，后者位于中国国际超级计算无锡中心。

“Summit”放置在一间 9250 平方英尺（约合 859.3 平方米）的房间内。它由一排排冰箱大小的黑色单元组成，总质量达 340 吨。“Summit”体内共有 9216 枚 IBM 研制的中央处理器芯片，及来自另一家美国科技公司英伟达（Nvidia）的 27648 枚图形处理器，并由 185 英里（约合 297.2 千米）电缆连接而成。

“Summit”每分钟需要 4000 加仑（约合 1.5 万升）水用于冷却，而它消耗的电量足以为 8100 个美国家庭提供照明。

随着美国的亚马逊、Facebook、Google 和中国的阿里巴巴、百度、腾讯等互联网巨头率先投入云计算、人脸识别等技术研发，全球超级计算机领域出现了井喷式发展。

超级计算机是衡量一个国家科技实力的标杆。不过这种判断标准简单而粗暴，毕竟速度只是影响运算性能的因素之一，另一大因素则是让计算机大展身手的软件。

橡树岭等美国国家实验室的科学家正在对新材料及其它领域做探索研究，从而修建更经久耐用的道路、设计可应用于电动汽车或电网的储能装置，并研究可控核聚变之类的潜在能源。所有这些都可以从超级计算技术中获益。

田纳西州橡树岭国家实验室主任托马斯·扎卡里亚（Thomas Zacharia）站在超级计算机“Summit”前。像“Summit”这样的计算机为传统超级计算机新增了用于人工智能和大数据处理能力。

举例而言，模拟气候变化可能需要在超级计算机上运行数天代码，让它处理湿度与风向风速等大量科学数据，模拟现实中出现的所有天气现象。计算机科学家、英伟达数据中心业务经理伊恩·巴克（Ian Buck）指出，互联网公司提供的云计算服务是无法有效完成这类工作的。

伊利诺伊州阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）副主任里克·史蒂文斯（Rick Stevens）也表示：“（计算机）行业很棒，我们一直都和他们合作。但 Google 永远也不会研发新材料或是设计安全的核反应堆。”

橡树岭实验室主任托马斯·扎卡里亚举了一项大型医疗研究项目为例，勾勒了超级计算机的未来。目前，“Summit”已经开始分析处理“百万老兵项目”（Million Veteran Program）收集的数据。该项目能让研究人员获取志愿者所有的健康数据、为志愿者验血从而分析基因，并要求他们回答有关生活方式和习惯的调查问卷。迄今为止，已有 67.5 万退伍军人参加了这个项目，而官方希望这一数字能在 2021 年达到 100 万。

扎卡里亚介绍说，最终研究结果能“帮助我们找到治疗退伍军人的新方法，并为精准医疗领域做出贡献。”

J·迈克尔·加齐亚诺博士（J. Michael Gaziano）是“百万老兵计划”首席研究员，也是哈佛医学院的教授。他说，这项研究可能取得的成果或将成为现代升级版的“弗雷明汉心脏研究”（Framingham Heart Study）。后者始于 1948 年，在马萨诸塞州一个小镇上跟踪调查了大约 5000 人。

经过几十年分析，弗雷明汉研究发现心脏病和以往病因单一的疾病完全不同，包括血液胆固醇含量、饮食、锻炼和吸烟习惯等多重因素都会引发心脏疾病。

加齐亚诺认为，如今人们掌握了大量电子健康数据，加之涌现了一大批超级计算机，人口科学或将迈入黄金时代。

“我们有这么多杂乱的数据来创造一个新的领域——让我们重新思考对疾病的认知，”他表示，“这是个非常激动人心的时刻。”

尽管“Summit”的实力令人赞叹不已，但它的领先地位很快就将被后来者取代。目前，美国等国家都在研发运算速度是它 5 倍（exaflop，即浮点运算速度达每秒百亿亿次）的超级计算机。美国能源部（Energy Department）科学副部长保罗·达巴尔（Paul M. Dabbar）称，截止到 2019 年 9 月的两个财政年度内，能源部分配给高级计算机项目的预算增加了 39%。

“我们这么做是为了推动超级计算机及其它领域的创新，”达巴尔说道。

翻译：熊猫译社 智竑

题图及文内图片版权：Shawn Poynter for The New York Times

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