日本将建造世界首台Zeta级超级计算机 预计耗资超过7.5亿美元

在全球高性能计算领域的竞争中，日本已将自己定位为领先者，计划建造一台 Zeta 级超级计算机。如果能够实现这一壮举，先进的计算能力将大大提升日本的经济竞争力。不过，日本首先要解决的是如何满足巨大的能源需求。

日本宣布了建造世界上第一台Zeta级超级计算机的计划。这台划时代的机器的处理速度可能比目前最顶级的超级计算机快一千倍。

该项目名为"Fugaku Next"，由日本文部科学省（MEXT）牵头实施。该项目预计耗资超过 7.5 亿美元，预计将于 2030 年全面投入使用。

Fugaku Next 的运算速度将达到 zetaFLOPS 级，这是前所未有的。从这个角度来看，当今最先进的超级计算机的运算速度达到了 exaFLOPS 级，即每秒能进行五百万亿次计算。Fugaku Next 每秒可进行惊人的六千万亿次计算。

然而，日本必须首先克服重大挑战，即能源效率方面的挑战。据专家估计，采用现有技术的 Zeta 级机器可能需要相当于 21 座核电站输出的能量。

文部科学省计划通过采用最新技术来解决这一问题，包括定制设计的 CPU 和高带宽内存系统。文部科学省还希望 Fugaku Next 能与现有的基础设施兼容，从而有可能与富士通和理研合作，因为它们是开发 Fugaku 超级计算机的主要参与者。

在 TOP500 基准测试中，"Fugaku"的性能达到了 442 petaFLOPS，即每秒 442 夸亿次浮点运算。它是 2020 年 6 月至 2022 年 6 月期间世界上速度最快的超级计算机，截至 2024 年 6 月，在 TOP500 中排名第四。

世界上最快的超级计算机是位于田纳西州橡树岭国家实验室的 Frontier。在 TOP500 基准测试中，它的性能达到了 1.206 exaflops。Frontier 在每年更新两次的 TOP500 榜单中多次蝉联榜首。它采用 HPE Cray EX 架构、AMD EPYC 处理器和 AMD Instinct GPU。科学家们将 Frontier 用于各种研究目的，包括天体物理学、气候建模、材料科学和人工智能开发。

与Frontier相比，Fugaku Next将能够进行更先进、更复杂的计算，从模拟整个人类大脑到模拟最复杂的气候系统。例如，计算能力的提高可以加速新药物化合物的鉴定和测试过程，或者对分子结构进行更精确的模拟，从而有可能促进新材料的开发。

随着日本开始实施这一雄心勃勃的项目，全球计算界也在以极大的兴趣和可能的担忧关注着。日本对 Zeta 级超级计算机的推动可能会引发各国之间的超级计算机军备竞赛，类似于目前正在进行的超大规模系统竞争，各国将增加高性能计算研发资金，以缩小技术差距。

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