在最新一期全球超算500强榜单公布前夕，美国提前宣布造出一台名为“顶点”（Summit）的超级计算机，称其运算能力为目前“世界最强大”。

针对美国对中国超级计算机的“叫板”，有中国学者指出，科学领域的良性竞争对全人类来说是件好事。无论谁做到世界第一，靠的都绝不是对处理器的单纯堆积，而是超算架构上的过人之处。

按照美国能源部橡树岭国家实验室6月8日宣布的消息，“顶点”超算的浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次。去年11月公布的全球超算500强榜单中，名列第一的中国“神威·太湖之光”浮点运算速度峰值为每秒12.5亿亿次。这相当于美国最新的超算比中国快了60%。

“过去五年，中国都拥有世界上最快的计算机，但美国现在重新收回了榜首的位置，”美国《纽约时报》在一则报道中写到，“一个每秒计算一次的人，需要活过63亿年才能做到这台机器一秒钟所做的事。”

全球超算500强榜单每半年公布一次，美国一度长期占据榜单之首。2010年，中国“天河一号”首次拿下冠军，在那之后，中国的“天河二号”和 “神威·太湖之光”又相继崛起。

在6月最新一期榜单公布前，“神威·太湖之光”和“天河二号”已连续四次分列冠亚军。而在去年底的排名中，从各国所占份额来看，中国也以202套大幅领先美国的143套。

到目前为止，中国已连续10次占据全球超算排行榜榜首，而美国此前已连续两次没有进入前三。一年前，美国“泰坦”（Titan）被瑞士“代恩特峰”（Piz Daint）赶超而落到第四，半年前又被日本“晓光”（Gyoukou）超过，屈居第五。

不过，在去年年底“神威·太湖之光”夺冠时就有业界人士指出，美国能源部正支持建造“顶点”超级计算机，预计可在2018年夺回冠军。新华社在一则报道中说，美国抢在这期榜单公布前宣布成功研制“顶点”，可见其重回超算之巅的急迫心情。

据橡树岭国家实验室介绍，超算“顶点”使用了4608个计算服务器，每个计算服务器中又含有两个国际商用机器公司（IBM）的22核Power9处理器和六个英伟达公司的Tesla V100图形处理单元加速器。

该实验室说，它们不仅使“顶点”的浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次，还能让“顶点”在执行某些科学运算时，“混合精度”运算速度达到每秒330亿亿次。

该实验室专家杰夫·尼克尔斯说，“顶点”比过去超级计算机的计算能力和存储能力更强，拥有庞大和高质量的文件系统以及快速的数据通道，这让研究人员在使用它时可以更快得到更精确的结果。

至于美国计划如何把“顶点”超算带入应用领域，美国能源部长里克·佩里说，“顶点”超算将给能源研究、科学发现、经济竞争力和国家安全带来深远影响。美能源部今年将启动遴选科学项目，申请使用“顶点”超算的科学项目已开始排队。

天文学家则计划用“顶点”模拟超新星爆发。材料学研究人员计划用它帮助寻找超导体等新材料。在人工智能与医疗的交叉领域，“顶点”将被用于癌症研究，帮助医生找出癌症发病过程中基因、生物标记物和环境等因素间的关系；还可用它分析蛋白质和细胞的功能，帮助防治阿尔茨海默病和心脏病等疾病。

橡树岭国家实验室计算生物学家丹·雅各布森说，“顶点”超算有望凭借强大的计算能力，打开此前人们难以想象的科研空间。

不过，当美国申请使用“顶点”超算的科学项目“已开始排队”的时候，在中国，基于国产“申威SW26010”处理器的“神威·太湖之光”千万核心全机应用已有20多个，并完成了天气气候、航空航天、先进制造、生物医药、新材料、新能源等20多个应用领域、200多项百万核心大型问题的求解任务。

“中国速度”被美国超越应该只是暂时的。由国家超级计算天津中心研制的新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”试验平台将在今年下半年启用。有媒体报道说，其计算能力比现在最快的超算运算能力还要强，是“天河一号”的200倍，存储规模提高100倍。

百亿亿次超级计算机也称“E级超算”，被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”。天津超算中心应用研发部副部长夏梓峻表示，“天河三号”原型机采用全自主创新，自主飞腾处理器，自主天河高速互联通信，自主麒麟操作系统，其综合运算能力与“天河一号”相当。

国内现在同时启动了三大百亿亿次超算研发，分别是国防科大/天津超算中心的“天河三号”、中科曙光的“E级超算”以及江南所/济南超算中心的“神威E级”。以上三套百亿亿次超算中，有一条要求是共同的，那就是核心处理器必须为国产。

中国科学技术大学副研究员、科技与战略风云学会会长袁岚峰对界面新闻表示，目前真正的问题在于，许多人误以为超算就是堆处理器，以为中国都是买的别人的处理器，所以指标再高也一钱不值，“这是个巨大的误解”，他说，“‘神威·太湖之光’用的就是中国的芯片”。

“有人会觉得超级计算机没什么技术含量，觉得你只要多堆一些芯片，它的性能就上去了，”但超级计算机并不是芯片越多计算能力越强。这位科学科普博主在一期视频节目中解释说，“否则美国为什么不排第一？以前大部分的芯片不都是美国产的吗。”

他对界面新闻介绍说，当处理器很多的时候，瓶颈会变成通信而不是单个处理器的计算能力，所以处理器太多，计算能力反而会下降。计算能力对处理器数量的曲线开始是增函数，然后越来越平缓，到某个极大值后会变成减函数。

“所以无论用什么芯片，中国的超算做到世界第一，都是非常有技术含量的，说明在架构上有过人之处，”他表示，这说明中国在这方面是真正取得了基础科研的突破，才能达到这个水平，“美国这次重回第一也是同样的道理，肯定是架构进步了，而不是单纯地多堆处理器。”

“事实上，只有架构进步了，才能使计算能力峰值对应的处理器数目增加，所以‘能容纳更多的处理器’就是架构进步的表现，这是个结果，而不是原因。”他说。

目前，全球多个国家正竞相研发E级超算。中国计划于2020年推出首台E级超算；美国能源部则启动了“百亿亿次计算项目”，希望于2021年至少交付一台E级超算，其中一台名为“极光”（Aurora）；此外，欧盟预计于2022-2023年交付首台E级超算；日本发展E级超算的“旗舰2020计划”由日本理化所主导，完成时间也定在2020年。

根据“百亿亿次计算项目”文件，美国政府与AMD、克雷、惠普、IBM、英特尔、英伟达等芯片业巨头在下一代超算技术领域的研发总投入至少有4.3亿美元。用里克·佩里的话说，这些资金就是剑指“下阶段研发百亿亿次系统的全球竞赛”。

“这是良性竞争，很好的事，”袁岚峰表示，“大家你追我赶，共同把人类的知识前沿推向前进。过一段时间中国或者其他国家又会上一个台阶。”