日開發“富嶽”後續機型應對AI浪潮

參考消息網8月31日報道 據《日本經濟新聞》8月27日報道，超級計算機“富嶽”後續機型的開發將於2025年啓動。日本文部科學省的目標是，在應用於人工智能(AI)的計算性能方面實現世界首個“澤塔級”(1澤塔是1兆的10億倍)。此舉旨在應對這一新潮流：將AI和超級計算機相組合，應用於科學研究和工業領域。開發費用總額尚未確定，國家預計將投入超過1100億日元（約合7.565億美元）經費。

日本理化學研究所是“富嶽”後續機型的主要開發者，與之推進聯合研發的主要企業名單將在2025年3月之前確定。除曾參與開發“富嶽”的富士通外，有力的候選企業還包括美國超威半導體公司(AMD)、英偉達公司和英特爾公司等。根據計劃，2025年度內將確定基本設計，2026年度內進行詳細設計，力爭在2030年前後啓動運用。

實現具有高AI性能的超級計算機，對於推動日本科學研究取得進展而言是不可或缺的。已有機構開始將AI用於科學假說的高度化生成和模擬，以加速推進科學研究。

研發目標是，在使用超級計算機進行傳統模擬和AI兩個領域的計算上，“富嶽”後續機型都達到世界最高性能。

超級計算機的發展在全球範圍內正迎來轉折點。這是因爲AI的重要性日益提升，而超級計算機本身計算速度的提升則有所放緩。

超級計算機性能日益多樣化，一律按計算速度排名進行比較越來越難。衡量性能的新指標也陸續出現。

從20世紀90年代前半期開始，美國研究者發佈了計算一次方程求解速度的排名，測量以高準確度顯示小數點以後數字等的計算速度。這就像田徑比賽100米紀錄一樣清晰，一直以來作爲性能指標受到重視。

理化學研究所開發的“京”和“富嶽”，均曾在超級計算機排名中位列第一。自排行榜公佈以來，超級計算機性能有了飛躍式提升。筑波大學計算科學研究中心主任樸泰佑回憶道：“高精度計算速度大約在10年間提高了數百倍。”提升的原動力是計算設備高速化。

20世紀90年代，將多個負責計算的中央處理器(CPU)集成在一個芯片上的技術出現。21世紀00年代後半期，出現了利用圖形處理器(GPU)加快計算速度的超級計算機。電路線寬也從21世紀10年代前期的10納米以上縮小至約4納米，集成化取得進展。

就像花了100年時間將世界紀錄縮短約1秒的百米賽跑那樣，超級計算機的性能也實現了高速化，但速度升級步伐有所放緩。之所以出現這一動向，主要源自以下兩個原因。

首先，計算設備升級速度變慢。英偉達2017年推出專門用於特定種類計算的GPU等，技術革新持續進行，但電路精密化和集成化迎來極限。

樸泰佑指出：“目前找不到突破摩爾定律(半導體元件數量每兩年翻一倍)極限的技術。”從10年間的提速幅度來看，2000年至2010年計算速度提升了700倍以上，2010年至2020年計算速度提升了200倍以上。

其次，超級計算機的用途發生變化。東京工業大學教授橫田理央表示：“在製藥和防災方面運用AI或製作大規模生成式AI的情況，從本世紀10年代後半期開始增加。”

AI抗計算噪聲能力強，即使不詳細顯示小數點以後的數字等也能繼續運轉。例如，用生成式AI寫文章時，參考學過的文章中單詞的排列模式，靈活地將單詞連接起來，不需要進行高精度計算。

超級計算機性能或將朝多樣化方向發展，無法僅憑單一指標決定優劣。超級計算機須兼具不同性能，就像一個人可以完成游泳、自行車和長跑的鐵人三項那樣。

最有力的指標之一是，構建可以生成複雜文章、繪畫和音樂作品等的生成式AI的性能。

另一有力的指標是HPL-MxP，指混合精度計算下的性能。具體而言，根據在AI等方面的用途，簡化小數點以後的數字計算等，節約計算資源以提高計算速度。

橫田教授指出：“今後很可能出現新指標。”

雖然新的性能指標還有待確立，但包括“富嶽”後續機型在內，超級計算機和AI的一體化將繼續推進。（編譯/馬曉雲）