摘要:日本宣布其下一代旗舰超级计算机FugakuNEXT计划,将由理化学研究所、富士通和英伟达三方联手打造。该系统将历史性地采用英伟达GPU作为加速器,旨在实现百倍于现役“富岳”的性能飞跃,开启AI驱动科学...

东京,日本 – 日本的计算科学领域正迎来一场历史性的变革。近日,日本理化学研究所(RIKEN)、富士通(Fujitsu)以及全球图形处理器巨头英伟达(Nvidia)联合宣布,三方将携手开发日本下一代旗舰超级计算机——“FugakuNEXT”。这个耗资高达7.4亿美元(约合1150亿日元)的庞大项目,标志着日本在超级计算战略上的重大转变,即首次在其旗舰系统中引入GPU作为核心加速器,旨在冲击前所未有的Zetta级(百亿亿次)计算性能,并巩固其在全球科技竞赛中的领先地位。

性能野心:百倍飞跃与AI算力核心

FugakuNEXT的目标极为宏大:实现相较于现役“富岳”(Fugaku)超级计算机高达百倍的综合性能提升。“富岳”本身已是全球顶尖的超级计算机,曾多次登顶TOP500榜单,其强大的Arm A64FX处理器在特定科学计算任务中表现卓越。然而,随着人工智能(AI)与传统科学模拟(HPC)的深度融合,对特定类型计算能力的需求呈指数级增长。FugakuNEXT正是为了应对这一挑战而生。项目团队设定的一个关键性能指标是,在AI领域至关重要的FP8(8位浮点)精度下,达到惊人的600 EFLOPS(每秒60百亿亿次浮点运算)的计算能力。这一指标直接对标AI模型训练和推理等密集型计算任务,凸显了日本将AI驱动的科学发现作为未来国家核心竞争力的战略意图。

架构变革:从CPU-Only到CPU+GPU的战略转向

此次合作最引人注目的焦点,无疑是FugakuNEXT在系统架构上的根本性转变。其前身“富岳”采用的是基于Arm架构的富士通自研CPU A64FX的同构(CPU-Only)设计,这种设计在能效和特定应用上具有优势。然而,FugakuNEXT将转向目前全球高性能计算领域更为主流的异构(CPU+GPU)架构。该系统将集成富士通正在研发的新一代中央处理器(CPU),并搭配英伟达的下一代GPU加速器。这一转变被视为日本超算发展史上的一个分水岭。选择与英伟达合作,充分表明日本认识到GPU在处理大规模并行计算,尤其是在AI和机器学习工作负载方面的绝对优势。英伟达在CUDA生态系统、软件库和开发者社区方面的深厚积累,也将为FugakuNEXT的应用开发者提供强大的支持,大大加速科研应用的迁移和创新。

驱动未来:FugakuNEXT的应用领域与深远影响

作为一项耗资巨大的国家级项目,FugakuNEXT的使命远不止于追求计算速度的排名。它将被部署用于解决一系列全球性重大挑战和前沿科学问题,成为推动社会进步和经济发展的强大引擎。其庞大的算力将赋能多个关键领域:

  • 人工智能与大模型开发:FugakuNEXT将成为训练和部署超大规模基础模型的理想平台,推动生成式AI、自然语言处理和计算机视觉等领域的突破性研究。

  • 药物研发与精准医疗:通过模拟复杂的生物分子相互作用,加速新药发现流程,并为癌症、流行病等疾病提供个性化的治疗方案。

  • 气候变化与灾害预测:构建更高精度的全球气候模型,提升对极端天气事件(如台风、洪水)的预测准确性,为防灾减灾提供决策支持。

  • 新材料与新能源探索:在原子层面设计和模拟新材料的特性,加速下一代电池、半导体和催化剂的研发,推动能源转型。

  • 宇宙学与基础物理研究:模拟宇宙的起源和演化,探索暗物质、暗能量等宇宙终极奥秘。

总结与展望:迈向Zetta级计算时代

预计在2030年代初投入运营的FugakuNEXT,不仅是“富岳”的简单继承者,更是日本乃至全球科学计算领域的一个重要里程碑。它代表了从传统模拟向AI与模拟深度融合的范式转换。理化学研究所、富士通和英伟达这三大巨头的强强联合,汇集了顶尖的硬件技术、系统集成能力和软件生态系统,为FugakuNEXT的成功奠定了坚实基础。这个项目的启动,不仅将为日本科学家提供前所未有的研究工具,也将持续推动全球计算技术的边界,引领世界正式迈入Zetta级计算的全新时代。