摘要:日本正倾力打造下一代旗舰超级计算机FugakuNEXT,该项目由富士通、英伟达和理化学研究所(Riken)联手推进,旨在通过融合顶尖CPU与GPU技术,于2030年实现百亿亿次级的AI与高性能计算融合...

在全球科技竞争日益激烈的背景下,超级计算机已成为衡量一个国家综合科技实力的关键标志。近日,日本宣布了一项雄心勃勃的计划:其国家级研究机构理化学研究所(Riken)将与科技巨头富士通(Fujitsu)和人工智能计算领导者英伟达(Nvidia)合作,共同开发下一代国家旗舰超级计算机——“FugakuNEXT”。该项目旨在继承并超越当前世界顶级的“富岳”(Fugaku)超级计算机,目标是到2030年,打造一台融合AI与高性能计算(HPC)的百亿亿次级(Zettascale)性能怪兽,重新定义未来科学计算的范式。

强强联合:定义下一代计算架构

FugakuNEXT项目的核心亮点在于其前所未有的“三巨头”合作模式。理化学研究所作为日本顶尖的综合性科研机构,将负责项目的总体规划、科学应用需求定义以及最终的运营。富士通,作为现役“富岳”超算的主要开发者,将继续发挥其在系统集成和高性能CPU设计方面的深厚积累,为FugakuNEXT提供定制化的中央处理器。而此次合作最引人注目的新成员,无疑是英伟达。作为全球GPU市场的绝对霸主,英伟达的加入,标志着日本的下一代超算将从“富岳”的纯CPU架构,转向更为适应AI时代需求的CPU+GPU异构混合架构。这一转变是顺应技术潮流的必然选择,旨在将传统科学模拟的精确性与深度学习、大模型训练的强大并行处理能力无缝结合。

性能目标:迈向百亿亿次级的AI-HPC融合

FugakuNEXT的性能目标极为惊人。项目方公开表示,新系统的目标AI性能将达到600 EFLOPS(每秒600百亿亿次浮点运算),这一数字基于FP8(8位浮点)精度计算。FP8是专为AI推理和训练优化的数据格式,能够显著提升计算效率和能效比。600 EFLOPS的FP8性能,意味着FugakuNEXT在处理人工智能任务时将拥有无与伦比的速度,足以支撑前所未有规模的AI模型训练和部署。更重要的是,项目追求的不仅仅是峰值算力的堆砌,其更宏大的目标是实现真实世界中应用程序性能的100倍提升。这意味着无论是气候变化模拟、新材料发现、药物研发还是宇宙学研究,科学家们都将能够以前所未有的速度和精度解决问题,解锁全新的科学发现。

树立新标杆:推动AI与科学计算的深度融合

FugakuNEXT的使命超越了单纯的硬件构建,其更深远的意义在于探索并确立一个全新的“AI-HPC”融合计算标准。在过去,高性能计算(HPC)主要用于物理世界的精确模拟,而AI则擅长于从海量数据中学习模式。二者的结合被认为是推动下一次科学革命的关键。FugakuNEXT的设计理念正是基于此:

  • AI驱动的模拟: 利用AI模型来加速或替代传统计算密集型的模拟过程,例如在流体力学计算中使用AI预测湍流。

  • 模拟增强的AI: 将物理模拟产生的高保真数据用于训练AI模型,使其能够更准确地理解和预测复杂系统。

  • 智能数据分析: 利用AI强大的模式识别能力,实时分析超级计算机产生的海量(PB级甚至EB级)数据,快速提取科学洞见。

通过构建一个软硬件协同优化的平台,FugakuNEXT旨在让AI和HPC不再是两个独立的工具,而是成为一个统一、共生的生态系统,为解决人类面临的最严峻挑战,如气候变化、能源危机和公共卫生问题,提供最强大的计算武器。

着眼未来:延续“富岳”辉煌,开启新篇章

作为“富岳”的继任者,“富岳”超级计算机自2020年启用以来,曾多次登顶全球超级计算机TOP500榜单,在科研和产业应用领域取得了举世瞩目的成就。FugakuNEXT的启动,不仅是日本为了在2030年代保持其在全球计算领域领先地位的战略布局,也是对计算科学未来发展方向的一次深刻洞察和大胆押注。富士通的CPU技术与英伟达的GPU生态系统的结合,预示着一个更加开放和协作的超级计算新时代的到来。随着项目的推进,FugakuNEXT无疑将成为未来十年全球科技界关注的焦点,其最终的形态和能力,将深刻影响全球的科研进程和技术格局。