《华尔街日报》：新型超级计算机瞄准两百亿亿次运算大关

伊利诺伊州莱蒙特——在芝加哥郊区一座庞大的数据中心内，全球最强大的超级计算机正逐渐苏醒。这台机器将能解析大脑内部的神经连接，并助力设计充电更快、续航更持久的电池。

名为"Aurora"的超级计算机将把其高性能算力与人工智能领域的前沿突破相结合。科学家们将运用这些工具开展癌症、核聚变、疫苗研发、气候变化、加密技术、宇宙学及其他复杂科技领域的研究。

这台安置在美国能源部阿贡国家实验室的超级计算机，属于新一代"百亿亿次级"超算。这类计算机每秒可进行一百亿亿次运算——即1后面跟随18个零的天文数字。

阿贡实验室科学家表示，Aurora占地面积相当于两个网球场，重达600吨，预计将成为全球首台峰值性能达每秒两百亿亿次运算的超级计算机。

Aurora超级计算机将能提升气候变化预测的精确度。由英特尔和慧与科技联合打造的Aurora正以机柜为单位逐步启动。与普通计算机不同，技术人员需要像赛车团队测试F1赛车那样排查故障，这类高性能机器的上线过程需耗时数月。阿贡实验室表示，Aurora预计将于2024年实现全面运行。

周一，超级计算机排名机构Top500表示，测试显示仅部分运行的极光超级计算机已成为全球第二强大的超算。去年投入使用的橡树岭国家实验室前沿系统（首个实现运算的百亿亿次级计算机）仍保持世界第一宝座。Top500称极光完工后"很可能超越前沿系统"。

更多超强计算机即将问世。加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室正在建造造价6亿美元的"酋长岩"百亿亿次级超算（命名源自优胜美地国家公园著名岩体），实验室发言人表示预计明年部署，最终可能超越极光的计算能力。

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克称公司正斥资超10亿美元打造"道场"百亿亿次级超算。中国可能已拥有百亿亿次级计算机，但未对外提供测试。英国等地科学家正尝试研发自主百亿亿次级超算。

极光的计算能力源自6万多块图形处理器(GPU)，这种为高端游戏系统开发的技术已成为超算核心动力，而前沿系统仅配备近4万块GPU。

英特尔该项目首席架构师奥利维尔·弗兰扎表示，新增的计算能力使极光超级计算机的内存比"前沿"系统高出约70%。他指出，额外的内存将让这台计算机能够"解决其他机器无法应对的问题"。研究人员最近利用极光系统每小时筛选220亿个药物分子，加速了潜在药物发现进程。

弗兰扎称，额外的内存还将使极光具备运行史上最大规模语言模型的能力——这类类似ChatGPT的预测性AI系统。另一项潜在任务是绘制大脑神经连接图谱，这项任务复杂到极光可能需要一整天才能处理大脑的微小切片。

这台超级计算机将能显著提高气候变化预测的可靠性——这是公认的计算难题。阿贡国家实验室资深环境科学家拉奥·科塔马蒂表示，通过使用数十亿参数运行数千种气候情景，预报员能更精确预测对电网设施或军事基地等局部区域的影响。更精准的预估有助于规划者更好地应对洪水、野火或风暴对设施及社区的潜在影响。

阿贡实验室计划让超级计算机通过机器人在自动化实验室开展实验为拓展极光的功能，阿贡科学家正在部署自动化实验室，使计算机能通过机器人进行实体实验。系统可分析结果并调整实验方案，从而加速研究进程。

阿贡国家实验室计算、环境与生命科学副实验室主任里克·史蒂文斯表示，在"极光"超级计算机上运行的人工智能程序结合自动化实验室，未来或能像人类科学家一样工作，且速度更快、不受人类思维局限。“如果AI能自主探索，它将发现无偏见的关联规律，“他说，“其学习模式可能与我们截然不同。”

阿贡顶尖电池科学家文卡特·斯里尼瓦桑指出，该计算机的首批任务包括设计更高容量、更快充电的电池。电池运行依赖化学反应，科学家无需在实验室测试新化学配方，而是通过"极光"高速模拟数十亿种组合，为突破性技术提供新见解。

斯里尼瓦桑表示，电池制造面临重大挑战，微小瑕疵可能导致危险缺陷。几年前，通用汽车就因电池起火风险召回了数千辆雪佛兰Bolt电动车。

史蒂文斯介绍，“极光"将联动阿贡的巨型X射线设备——先进光子源（APS），在原子尺度分析材料并将数据输入系统。升级后的APS“提升了X射线亮度，意味着实验速度可大幅加快”，“其速度甚至将超出人类控制能力”。

史蒂文斯所指的并非世界末日场景，而是机器可能生成数据过快，超出人类处理能力。然而，像"极光"这样配备人工智能的超级计算机却可以应对。

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本文刊登于2023年11月15日印刷版，标题为《新型超级计算机旨在探索新疆域》