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自2017年以来,中国首次从美国手中夺回超级计算机世界冠军头衔

纽约时报报道,周二,中国从美国手中重新夺回备受瞩目的计算桂冠。深圳的大型计算系统灵晟(LineShine)被研究人员宣布为全球最快超级计算机。

研究人员使用了一套超级计算机标准测试进行评估。除了原始速度之外,这套系统引人注目的另一点在于,它只使用标准微处理器,而没有使用图形处理器这类专用芯片。大多数高端超级计算机都依赖图形处理器来完成大量数字运算。

全球最强超级计算机 Top500 榜单的组织者之一杰克·东加拉说,这一底层设计可能指向一种更好的方式,把人工智能与传统科学任务结合起来。

东加拉博士是田纳西大学计算机科学和电气工程教授。他最近在深圳云计算中心考察了这台新机器。LineShine 的测试结果比加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的“El Capitan”快20%以上。自2024年11月以来,El Capitan 一直在每半年发布一次的超级计算机性能排名中位居榜首。自2017年以来,中国一直没有机器登上这一榜单首位。

东加拉博士谈到 LineShine 时说:“这是一套令人印象深刻的系统。他们开发了一套不依赖图形处理器的系统,超过了我们。”

这台新超级计算机加剧了中美之间围绕技术主导地位的竞争。OpenAI、Anthropic 和谷歌等美国科技巨头开发了领先的人工智能模型,另一家美国公司英伟达则成为全球人工智能芯片的主导供应商。中国一直试图以不同方式创新。中国创业公司 DeepSeek 去年发布了前沿人工智能模型,使用的专用人工智能芯片数量只占极小比例。

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为防止中国追赶,特朗普实施了关税,并一度限制人工智能芯片出口。不过,中国使用标准微处理器,也就是中央处理器,而不是图形处理器来打造超高速超级计算机,这显示出一种绕过这些障碍的潜在路径。

加利福尼亚大学全球冲突与合作研究所高级研究员吉米·古德里奇说:“美国政府应当对面向中国市场的中央处理器出口和制造实施更强管控。这是现行监管中的漏洞。”

超级计算机是指专门用于科学任务的最大型机器。自20世纪60年代以来,它们一直被用于气候建模、破解密码和设计核武器等任务。超级计算机通常使用高精度数学,用64位数据表示数字。

相比之下,谷歌和 OpenAI 等公司的商业人工智能系统甚至可能更快。它们可以在识别图像或选择句子中下一个词等任务中使用近似计算,依靠所谓四位和八位数字,让系统一次完成大量更简单的计算。

古德里奇说:“中国这次做出的成果值得注意,也令人印象深刻,但与美国人工智能实验室和其他机构建造的大型人工智能超级计算机相比,仍然相差很远。”

美国国家实验室是一些最大型超级计算机的主要买家,急于利用人工智能加快科学工作的部分环节,因此正在更多采用这些精度较低的计算,同时继续使用64位计算。

虽然美国公司历史上一直主导最大型超级计算机排名,但外国系统有时也会跃居榜首。例如,日本的一套系统曾在2020年至2022年位居榜单第一。

追踪这一行业的 Intersect360 Research 分析师艾迪生·斯内尔说:“有很多说法认为,美国是唯一有能力建造这些系统的国家。然后你会发现,其他公司同样具备能力。”

中国和日本的强大系统,经常推动美国能源部和其他美国机构争取更多超级计算机资金。今年11月,特朗普政府启动了“创世纪任务”,目标是利用美国国家实验室以及私营企业的超级计算机,强化人工智能和科学研究。

图形处理器主要由英伟达和 Advanced Micro Devices 开发,是最近这场超级计算机竞赛中的关键武器。这些芯片擅长同时执行大量任务,包括科学领域使用的所谓向量计算,以及许多人工智能任务核心中的矩阵乘法。

东加拉博士说,美国官员限制中国获取图形处理器和其他高性能芯片,并限制部分用于制造最先进半导体的设备出口之后,这促使中国“投入开发架构和技术,有效拥有与美国最高性能系统处于同一水平的超级计算机”。

中国的 LineShine 系统没有像大多数高端系统那样,把微处理器和图形处理器的传统任务分开,而是通过专用电路内置类似图形处理器的任务,加速矩阵和向量计算。

这一能力嵌入芯片之中,这些芯片总共拥有近1400万个计算核心,也就是微小的电子大脑,安装在90个硬件机柜内。

这些芯片是原创设计,基于从英国公司 Arm Holdings 授权的一套指令集。Arm Holdings 由日本企业集团软银控股。Arm 的技术最知名的用途是驱动智能手机,但近来已被英伟达、亚马逊、高通和其他公司改造,用于数据中心。

东加拉博士说,LineShine 的设计者是中国超级计算机领域的资深人士,但他们没有披露这些芯片由哪家公司制造,也没有披露所使用的芯片生产技术水平。

他和其他专家长期以来一直认为,中国拥有具备登顶能力的系统,但中国实验室最近没有提交测试结果。

斯内尔说:“中国有机器能够排名第一,这并不让我意外。令人意外的是,他们想要获得认可。”

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东加拉博士撰写了一份关于这一新系统的详细报告。他说,他访问中国时被告知,这套系统没有使用政府资金,因此设计者认为可以把测试结果提交给 Top500 排名。

东加拉博士说,深圳科学家还通过14项戈登·贝尔奖投稿,为这台新机器争取认可。戈登·贝尔奖旨在推动解决复杂科学问题。其中三套系统入围这个奖项决赛,另有三套系统入围相关气候科学奖项。

根据东加拉博士的报告,LineShine 已被用于多个项目,例如复杂的地球模拟,涵盖大气、海洋、陆地和冰层组成部分,还包括复杂的人脑模拟。