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| 2020年，中國國家超級計算無錫中心。位於深圳的「靈晟」已被宣佈為世界上最快的超級電腦。 Xu Congjun/VCG, via Getty Images |
週二，中國從美國手中奪回了令人垂涎的計算桂冠，令這場對科學、國家安全及地緣政治均具深遠影響的技術競賽愈演愈烈。
一個對超級電腦進行標準測試的研究團隊宣布，位於中國深圳的大型計算系統「靈晟」(LineShine)是全球最快電腦。除了絕對速度外，該系統的一大亮點是僅使用了標準微處理器，而沒有依賴大多數高階超級電腦用於繁重數值計算的專用晶片——圖形處理器。
田納西大學電腦科學與電機工程教授、全球超級電腦「TOP500榜單」組織者之一傑克唐加拉表示，這一底層設計可能指出了一條將人工智慧與傳統科學任務更好地融合的新路徑。
唐加拉近期查驗了位於深圳雲端運算中心的新機器。靈晟的測試結果比美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的「酋長岩」(El Capitan)快了20%以上；自2024年11月以來，「酋長岩」一直佔據著這份每半年更新一次的超級電腦效能排名榜首。自2017年以來，中國尚無系統登頂該榜單。
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| 位於加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的「酋長岩」超級電腦。 「靈晟」的測試結果比先前位居榜首的「酋長岩」快20%以上。 Spencer Lowell |
「這是一套令人印象深刻的系統，」唐加拉在談到靈晟時說。 “他們通過開發不依賴GPU的系統超越了我們。”
這台新的超級電腦加劇了中美之間爭奪技術霸權的競賽。美國的科技巨擘如OpenAI、Anthropic和Google已開發出領先的AI模型，而另一家美國公司英偉達則已成為全球AI晶片的主導供應商。中國試圖以不同的方式創新，例如中國新創公司深度求索去年僅使用了極小部分的專用AI晶片，便發布了尖端AI模型。
為防止中國趕上，川普總統已加徵關稅，並不時對AI晶片出口設限。但中國使用被稱為CPU的標準微處理器（而非GPU）來打造超快超級計算機，顯示了一種繞過這些障礙的潛在途徑。
加州大學全球衝突與合作研究所高級研究員吉米·古德里奇表示：“美國政府應該對面向中國市場的CPU出口和製造實施更嚴格的管控，這是現行法規中的一個漏洞。”
超級電腦——用於科學研究的巨型機器——自1960年代以來一直被用於創建氣候模型、破解密碼和設計核武等任務。它們通常使用高精度數學運算，即以64位元資料表示數字。
相比之下，Google和OpenAI等公司的商用AI系統甚至可以更快。它們可以使用近似值來完成識別圖像或選擇句子中下一個單字等任務，依靠所謂的四位和八位數字使系統能夠同時進行更多更簡單的計算。
古德里奇說：“中國在此方面的成就值得注意且令人印象深刻，但他們無法與美國AI實驗室及其他機構建造的這些大規模AI超級計算機相提並論。”
作為部分最大超級電腦主要買家的美國國家實驗室迫切希望利用AI加速其科學工作的各個方面。因此它們正在採用更多這種精度較低的運算方式，同時也保留64位元運算。
儘管美國公司歷來在最大的超級電腦的排名中佔據主導地位，但外國系統有時也會躍居榜首。例如，日本的一個系統在2020年至2022年間曾排名第一。
追蹤該行業的Intersect360 Research分析師艾迪森·斯內爾表示：“很多人都說只有美國才有能力建造這些系統，但你會發現其他國家也有這樣的能力。”
中國和日本的強大系統經常刺激能源部和其他美國機構爭取更多超級電腦資金。今年11月，川普政府啟動了「創世紀計畫」，旨在利用美國國家實驗室及私營公司的超級電腦來強力助推AI與科學研究。
主要由英偉達和AMD開發的GPU是近期超級電腦競賽中的關鍵武器。這些晶片擅長同時處理多項任務，包括科學中使用的所謂向量計算，以及作為許多AI任務核心的矩陣乘法運算。
唐加拉說，當美國官員限制中國獲取GPU及其他高性能晶片，並限制出口用於製造最先進半導體的部分機器時，中國轉而「投資開發架構和技術，以有效打造出與美國最高性能係統處於同一水平的超級電腦」。
中國的靈晟系統不像大多數高階系統有微處理器和GPU的傳統分工。相反，它透過專用電路將GPU式的任務整合在內，加速了矩陣和向量運算。這種能力嵌入在總計擁有近1400萬個運算核心（即微型電子大腦）的晶片中，這些晶片安裝在90個硬體機櫃裡。
這些晶片是基於軟銀集團旗下的英國公司Arm Holdings授權的指令集進行的原創設計。 Arm的技術以驅動智慧型手機而聞名，但近來已被英偉達、亞馬遜、高通等公司改造用於資料中心。
Arm在中國運作已久。該公司一位發言人表示：“Arm在全球範圍內（包括中國）開展業務，均遵守適用的出口管制法律法規。”
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| 「靈晟」系統使用的晶片是基於英國公司Arm授權的一套指令集。 Max A. Cherney/Reuters |
唐加拉表示，靈晟的設計者是中國超算資深人士，他們尚未揭露晶片由哪家公司製造，也未揭露所使用的晶片生產流程水準。
他和其他專家長期以來一直認為中國擁有具備奪冠實力的系統，但那裡的實驗室近期並未提交測試結果。
斯內爾說：“中國有實力奪冠的系統並不讓我驚訝，令人驚訝的是他們想要這份認可。”
唐加拉撰寫了一份關於該新系統的詳細報告。他表示，訪華期間有人告訴他，該系統是在沒有政府資助的情況下建造的，因此設計者認為可以用測試結果申請TOP500排名。
唐加拉說，深圳的科學家們也透過提交14份申請角逐旨在促進解決複雜科學問題的「戈登貝爾獎」，以尋求對新機器的認可。目前有三個系統入圍此獎項，另有三個與系統入圍相關的氣候科學獎項。
根據唐加拉的報告，靈晟已被用於地球（包括大氣、海洋、陸地和冰層組成部分）的精密模擬，以及人腦的複雜模擬等項目。
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