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日本富士通计算机全球最快超级计算机K Computer的研发正寻求突破

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九月末的一个多云天,在日本西部,在“星球大战”(Star Wars)的主题音乐声中,一辆装载着超级计算机硬件的卡车从日本富士通公司(Fujitsu Ltd.)的一个工厂里开出。

  卡车缓缓前行,工人们欢呼起来,当地的孩子们展开一个条幅,上面写着:我们要当世界第一!

  这些硬件要运往神户。在那里,一个政府资助的超级计算机项目已经开始安装工作,目的是让日本拥有全世界运算速度最快的计算机,名叫K Computer。K代表日语中的kei,意思是一万万亿,也就是这台超级计算器每秒将能运算的次数。

  该项目是富士通与日本理化学研究所(Japan's Institute of Physical and Chemical Research,也被称为Riken)合资研发的,预计于2012年完工,耗资1100亿日圆(约13.2亿美元)。

  K computer项目致力于让日本再次进入全球超级计算机大国排行榜的前列,其系统能够处理气候变化和天气模式等复杂运算。它还能让日本企业界拥有一个强大的运算工具,以寻求在医药、材料和新技术方面的突破。

  富士通公司高级副总裁佐相秀幸(Hideyuki Saso)在上周的记者招待会上说道,这是一个无比重要的项目,有助于提高日本的国际竞争力,促进日本国内科学和技术的发展。

  K computer的运算速度比目前全世界最强大的超级计算机Jaguar快5倍。Jaguar是美国Cray Inc.公司开发的,位于美国田纳西州橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)。K Computer将拥有8万个处理器,每个处理器配备8个处理核心,也就是说它拥有共计64万个电子大脑。

  这种运算能力意味着什么?富士通表示,如果要模拟运算人类心脏在新药物作用下产生的反应,利用目前的超级计算机需要约两年时间,而新的超级计算机能把时间缩短为两天。

  富士通已经开始把第一批八个计算机柜运往200英里外位于海港城市神户的理化学研究所,每个机柜的大小跟电冰箱差不多。富士通将每周发一批货,直到800个机柜全部到位。

  该项目是日本对重新点燃的超级计算机战火的一种回应。美国和俄罗斯的政府领袖都认为超级计算机是一个需要投入的领域。据行业专家称,中国近两年来大幅增加了在超级计算机方面的投入。

  高科技行业市场研究机构国际数据公司(IDC)的超级计算机专家康威(Steve Conway)说,越来越多的人意识到,超级运算能力与科技进步和工业竞争力存在紧密联系。

  康威说,这种紧密联系的一部分原因在于,企业正在将超级计算机用于产品开发过程中从设计到测试的每一个阶段。

  日本在超级计算机领域一度排名第二,仅次于美国,现在则排在中国以及欧洲三国之后。20世纪90年代初,一些学者和政府研究者确定了一个500强榜单;在当时全世界最强大的500台超级计算机系统中,有超过100台属于日本。而在2010年6月最新公布的榜单中,日本仅有18台。

  日本在20世纪80年代中期开始研发超级计算机,当时日本的电子企业已经在许多技术领域中称雄。在此期间,日本政府和企业在超级运算领域投入巨资。日本虽然在高端超级计算机的总体数量方面从未超过美国,但在运算速度方面经常能跟美国一决高下。富士通在1993年研发出一个名叫“数值风洞”(Numerical Wind Tunnel)的系统,被誉为当时全世界最快的超级计算机。

  富士通、日本电气(NEC)和日立(Hitachi Co.)是日本三大超级计算机生产商,在90年代初曾是全球最大的供货商。而在最新的500强榜单中,这三家企业总共制造了12台超级计算机系统,落后于IBM、惠普(Hewlett-Packard Co.)、戴尔(Dell Inc.)、Cray和硅图(SGI)的单个企业拥有量。

  并不是所有人都把K Computer的研发视为首要任务。在2009年经济衰退期间,NEC和日立退出这项计划,留下富士通一家继续追寻自己的梦想。此外,日本政府某个委员会认定该计划是资源浪费的一个典型例子。执政党民主党的明星政客莲舫(Renho)还问过该项目倡导者一句臭名昭著的话:当老二有什么不好?

  在该委员会的推动之下,K Computer项目的预算遭到冻结。直到一些获得过诺贝尔奖的日本科学家向当时的首相鸠山由纪夫(Yukio Hatoyama)联名上书,资金才重新得以落实。最终,日本决定继续推进超级计算机项目,但预算削减了约100亿日圆。

  预算争论导致项目进度延期,威胁到研发全世界第一台每秒运算能力达一万万亿次的超级计算机这一目标的实现。

  富士通的竞争对手也在努力打破每秒一万万亿次的运算瓶颈。IBM正在为位于伊利诺斯州立大学(University of Illinois)的美国国家超级计算机应用中心(National Center for Supercomputing Applications)建造一个运算速度达到这一标准的系统。

  富士通的佐相秀幸说,我们的目标是全世界第一。我们要得金牌,而不是铜牌。

  据国际数据公司的统计,过去五年来,日本政府和企业平均每年投入2.784亿美元研发超级计算机,而美国每年投入12.8亿美元,中国投入6780万美元。分析师表示,中国增加的投入可能并没有完全反映在这个数据当中。

  超级计算机500强榜单是由德国曼海姆大学(University of Mannheim)、美国田纳西大学(University of Tennessee)以及隶属于劳伦斯伯克莱国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的美国国家能源研究科学计算中心(National Energy Research Scientific Computing Center)的研究人员共同发布的。


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