超級計算機

美日之爭

兩年前，東京讓華盛頓很沒面子，日本政府資助的超級計算機擊敗了美國最強大的計算機。事實上，美國前20名超級計算機聯合起來的數字運算速度也趕不上這臺名叫“地球模擬器”的日本機器。

一些美國超級計算機的專家早就向華盛頓發出了警告：華府支持的高效計算機就專注于滿足五角大樓的核武計劃，太狹隘了。美國在軟件方面確實實力超強，但是它的超級計算機不是用來解決民用技術科研人員面臨的難題，科研因此受到很大的牽制。從日本NEC制造的地球模擬器可以看出，美國在科學計算方面比日本落后多少。

讓美國震驚的不是地球模擬器的超凡速度，日本早在1997年就宣揚了這個目標。真正讓美國人驚嘆的是它的超級效率，尤其是模擬氣候趨勢和核能發電的時候。

5月12日，美國能源部長宣布了一項復興計劃，將在橡樹嶺國家實驗室建立一個為公開的科技研究服務的超級計算機中心。Cray公司將給中心提供二至三臺超級計算機。在這些高大的寵然大物面前，就是地球模擬器也顯得相當矮小了。地球模擬器理論上的運算速度可達41 teraflop，Cray超級計算機到今年年底可達到40 teraflop，2006年初達到100 teraflop，2007年達到350 teraflop，而且，通過高速網絡，橡樹嶺的超級計算機還可以為遠程的使用者服務，這一點是地球模擬器不能比的。

警鈴未響

地球模擬器并不是美國面臨的唯一威脅，在計算生物學領域——用軟件解決從醫療診斷到藥物發明等問題——美國也遠遠落后于日本。2001年，日本的物理化學研究協會Riken制造了一臺“特別目的”的超級計算機，用于像模擬蛋白質作用這樣高難度的工作。這種被稱作“分子動態機器”的計算機的速度高達78 teraflop，幾乎是“地球模擬器”的兩倍。

為什么分子動態機器在2001年的時候沒有給華盛頓敲響警鐘呢？大多數專家都不重視“特別目的”的計算機，因為它不象常規超級計算機那樣應用廣泛，或許專家們應該重新審視這個問題。Riken預計2006年可以制造更快的超級計算機，航速1000 teraflop，除了可以用來分析復雜的蛋白質結構，還可以在納米技術中大放光彩：一個原子一個原子地設計物質。

超級意義

人們對高速計算機的要求沒有終點，研究自然界就像剝洋蔥：每剝掉一層皮后，發現下面的一層皮更難剝。如今，超級計算機已變成科學探索不可缺少的重要工具。在科學領域里，深入的研究不能僅僅依靠傳統的理論與實踐相結合的方式，模擬將成為“第三條腿”。有些問題用理論解釋不通，只有通過模擬才能明白是怎么回事，這個時候超級計算機就派上了大用場。

盡管模擬恒星和生命起源的科學家最需要超級運算能力，但在金融、保險、半導體、電信等行業，超級計算機的應用也相當廣泛。事實上，世界前500名超級計算機中大約有一半為企業所擁有。

雖然商用的超級計算機不能解決象預測氣候變化這樣的“大挑戰”，但是它們對開發品質更佳的產品以及加速產品投放市場的步伐意義重大。例如，寶潔就利用超級計算機開發吸收力超強的嬰兒尿布。

地球模擬器中心的負責人稱地球模擬器的力量“將給每一個領域帶來根本變化。”這個中心現在正同日本的汽車制造商緊密合作，利用超級計算機為汽車工程服務以及用于模擬撞擊測試。在地球模擬器之前，NEC的小型超級計算機已經增加了日本汽車業的競爭力。這種小型超級計算機最近才在美國出現。例如，許多日本車的噪音比美國小，原因之一是：日本的汽車制造商通常利用超級計算機模擬復雜的空氣動力學，讓設計人員明白在哪里對車型做出輕微調整就能減小風聲。

也許在很大程度上是受到地球模擬器的刺激，美國似乎想重新奪回在超級計算機領域的領先地位。美日之間超級計算機的競爭仍在繼續，無論如何，競爭將使科學研究以及各個產業受益。