Spojené státy se chystají vkročit do nové éry superpočítačů se skokem vpřed ve výpočetním výkonu jednou za deset let, který bude mít velký vliv na oblasti od výzkumu změny klimatu po testování jaderných zbraní.
Ale národní chvástání obvykle vyvolané takovými průlomy bude pravděpodobně utlumeno. Čína překonala tento milník jako první a je již na dobré cestě k vybudování celé generace pokročilých superpočítačů, které se vymykají všemu, co se dosud používá jinde.
Co dělá pokroky ještě pozoruhodnější, podle amerických expertů v této oblasti je to, že úspěch Číny byl dosažen pomocí místní technologie poté, co Washington zablokoval přístup k americkému hardwaru, který byl dlouho považován za kritický pro takové systémy.
Nárůst čínského superpočítačového programu, který se datuje více než dvě desetiletí, vedl k „ohromující situaci“, kdy země nyní vede svět, řekl Jack Dongarra, americký superpočítačový expert.
Nejpokročilejší superpočítače se používají ke zlepšení simulací vysoce složitých systémů, například vytváření lepších modelů změny klimatu nebo účinků jaderných výbuchů. Ale jejich tajné použití v tajných oblastech, jako je poražení šifrování, z nich pravděpodobně také učiní klíčové nástroje v národní bezpečnosti, říká Nicholas Higham, profesor matematiky na univerzitě v Manchesteru.
Čína už měla na seznamu 500 nejvýkonnějších počítačů světa více superpočítačů než kterákoli jiná země – 186 ve srovnání se 123 v USA. Nyní, když porazil USA k dalšímu velkému průlomu v této oblasti a naplánoval řadu takových strojů, je v pozici, aby se chopil vysoké úrovně výpočetní techniky v nadcházejících letech.
Čínský průlom přišel v závodě o stavbu takzvaných exascale superpočítačů, systémů, které dokážou zpracovat 10 až 18 výpočtů za sekundu. Díky tomu jsou tisíckrát rychlejší než první z petaflopových systémů, které jim předcházely před více než deseti lety.
V posledních měsících probíhaly práce v národní laboratoři amerického ministerstva energetiky Oak Ridge v Tennessee na sestavení a testování prvního ze tří exascale systémů plánovaných v zemi. Pokud budou odstraněny nevyhnutelné „chyby“, příchod exascale computingu do USA by mohl být potvrzen na konci května zveřejněním žebříčku Top 500 dvakrát ročně, tvrdí Dongarra, který seznam spravuje.
Naproti tomu první čínský exascale systém funguje déle než rok a od té doby se k němu připojil druhý, podle nedávné prezentace Davida Kahanera, ředitele Asijského technologického informačního programu, jehož výzkum je široce citován jako nejsměrodatnější.
Čína oficiálně neprozradila, že má dva systémy exascale. Jejich existence však byla potvrzena koncem loňského roku, kdy byl vědecký výzkum provozovaný na těchto strojích přihlášen do ceny Gordona Bella, přičemž jeden článek získal nejvyšší ocenění v mezinárodní soutěži superpočítačů.
Země s nejvyspělejšími superpočítači má jasnou výhodu v národní obraně nad svými protivníky, řekl Horst Simon, který byl donedávna zástupcem ředitele národní laboratoře amerického energetického oddělení Lawrence Berkeley.
Rozhodnutí Číny oficiálně nepotvrdit svůj průlom v oblasti superpočítačů je odklonem od desetiletí historie v oboru, kde vědci obvykle otevřeně mluví o svých úspěších a země se rychle chlubily svými špičkovými stroji. Utajení mohlo podle odborníků zabránit dalším odvetným opatřením ze strany USA.
Washington v roce 2019 uvalil cílené sankce proti pěti čínským organizacím zapojených do superpočítačů, poté před rokem následovalo další kolo proti sedmi dalším skupinám. Druhá vlna byla spuštěna měsíc poté, co byl spuštěn první čínský exascale systém.
Předchozí čínské úsilí prolomit bariéru exascale se spoléhalo na technologii amerického výrobce čipů AMD, takže byla zranitelná vůči americkým obchodním omezením. Naproti tomu její současné dva systémy exascale vycházejí z domácích návrhů čipů. Místní vývojáři čipů použitých ve dvou obřích nových systémech – Tianjin Phytium Information Technology a Shanghai High-Performance Integrated Circuit Design Center – byli oba na loňském seznamu sankcí USA.
„Myslím, že je docela působivé, že byli schopni zavést systém založený na jejich vlastní technologii během velmi krátké doby,“ řekl Dongarra. Dodal, že není jasné, zda byly čipy vyrobeny v pevninské Číně – která je stále roky pozadu v porovnání s nejpokročilejšími továrnami na výrobu čipů na světě – nebo na Tchaj-wanu.
Čína už roky buduje domácí průmysl kolem superpočítačů a poprvé šokovala své hlavní rivaly v USA a Japonsku v roce 2000, kdy odhalila tehdy nejrychlejší stroj na světě. Ale úsvit exascale výpočetní éry by mohl být šancí získat jasnější vedení.
Zatímco USA mají v práci tři exascale systémy, cílem Číny je mít do roku 2025 10 systémů, tvrdí Kahaner. Jeho výzkum ukazuje, že čínské společnosti se nyní více zaměřují na domácí konkurenci než na to, co dělají jejich mezinárodní rivalové. Jak se mezi těmito dvěma národy otevírá propast, měly by USA zvážit uvolnění svých sankcí proti přednímu čínskému národnímu superpočítačovému centru ve Wuxi v naději, že „hlouběji nahlédnou do těchto [čínských] systémů“, říká Kahaner.
Navzdory vedoucímu postavení Číny v hardwaru Kahaner a další poukazují na šíři možností USA jako na silnou stránku, zejména pokud jde o software. Polovina z 3,2 miliardy dolarů nákladů na tři exascale počítače amerického ministerstva energetiky pochází z desetiletého úsilí psát programy, které by běžely na nové výpočetní architektuře. Také čínský výzkum v pokročilé matematice se jen zřídka objevuje v oblastech souvisejících se superpočítači, řekl Higham.
Ke své výzvě k větší spolupráci mezi Čínou a USA Kahaner řekl: „Přístup k novým systémům umožňuje experimentování, z něhož mají prospěch všechny strany. V maximální možné míře, v souladu s bezpečností a spravedlivou/vyváženou hospodářskou soutěží, je lepší větší přístup.“
Ale vzhledem k tomu, že Čína dosud veřejně neuznala své nové superpočítačové schopnosti a USA stále usilují o sankce proti Číně, aby se pokusily omezit její vzestup jako technologické velmoci, může to zůstat vzdálenou nadějí.
