剛剛，美國推出一臺名為“Summit”的超級計算機。這臺超級計算機是由IBM在英偉達幫助下開發的，它的峰值計算能力可以達到每秒 20 億億次。

這是一個什么樣的速度？

我們做一個類比，如果一個人一秒計算一次的話，就必須要花 63 億年才能達到 Summit 一秒的計算量。

假設一個 10 萬人的體育場，每個人都手握一臺筆記本電腦同時計算，那么也至少需要 20 個這樣的體育場同時“運轉”才能達到 Summit 的計算能力。

美國的目標，是在2021 年和 2023 年之間完成使至少一臺“百億億級”計算機。

更牛逼的是，Summit 是第一臺既支持傳統計算，也支持運行人工智能應用程序的超級計算機，比如機器學習和神經網絡等運行都可以在其上實現。目前，美國科學家正在利用 Summit， 來進行高效的超大規模比較基因組計算。

回想去年年底，IBM宣布：成功研制出了量子計算機原型機，量子計算機商業化正在加速！那同樣也是一個巨大的跨越：50量子比特的量子計算機，一步就能進行2的50次方運算，等于1125899906842000，即一千萬億次計算。

可以說，現在美國正從超級計算機和量子計算機這兩個側翼，一起向計算能力的峰頂發起沖鋒，整個人類計算能力、處理大數據的能力，或將出現爆炸式的提升。

無論生產、科研還是日常生活，世界將會經歷一場顛覆性改變。

二

這真是一場天時地利人和的完美邂逅！

目前來說，人工智能正在朝著我們可預料和不可預料的方向飛速發展。五到十年，人工智能將全面超越人類！

人工智能這場革命的最大特征是，它不改變我們所做的事，它改變的是我們自己。

如果說以前幾次技術革命，頂多是人的手、腳等身體器官的延伸和替代，這次人工智能則將成為人類自身的替代。它對人類社會家庭乃至整個社會的沖擊，將是前所未有的。

在越來越多的領域，人工智能正在快速超越人類。這也意味著，大批的翻譯、記者、收銀員、助理、保安、司機、交易員、客服……都可能在不遠的未來，失去自己原來的工作。

對此，斯坦福教授卡普蘭做了一項統計，美國注冊在案的720個職業中，將有47%被人工智能取代。在中國，這個比例可能超過70%。

而不久前駕鶴西去的著名科學家霍金則一直大聲呼吁：人類迄今為止最為深刻的影響就是人工智能的崛起。對于人工智能，他說過以下深刻的思考：

這時，世界科技卻正在一日千里地發展，很多領域已經到達了大爆發的前夜，洞中方一日，世上已千年。在這場競爭中，中國不能懈怠，不能止步，更不能輸。

“神威·太湖之光”計算機

“天河二號”計算機

每秒12.5億億次是什么概念呢？清華大學教授、國家超級計算無錫中心主任楊廣文介紹，假設有一個10萬人的足球場，里面有10萬人，每人有一個筆記本，那么這樣它的計算能力相當于100個這樣的足球場上這么多人進行計算的能力。

實現核心部件（包括處理器在內）全部國產的中國超算“神威·太湖之光”，一年前以每秒9.3億億次的浮點運算速度首次奪冠，而排名第二的中國超算“天河二號”速度可達每秒3.39億億次。

從公司角度看，中美兩國計算機企業在榜單前幾名仍呈“交錯”之勢。

美國惠普以143個上榜系統位居第一，中國聯想、美國克雷、中國中科曙光、美國國際商用機器公司（IBM）分別以88個、57個、44個和27個系統依次排在第二至第五名。在這之后，中國的浪潮和華為分別以20個和19個系統排第六和第七名。

中國國家超級計算無錫中心副主任、清華大學副教授付昊桓說，中國國產系統連續三次獲得世界第一，凸顯了中國在超算領域的自主研發能力。

美國“泰坦”計算機

延伸閱讀

什么是超算?——計算機中的珠穆朗瑪峰

超級計算機是指由數千甚至更多處理器組成、能計算普通計算機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機，被譽為“計算機中的珠穆朗瑪峰”。

作為“現代科學技術的大腦”，超級計算機已成為解決重大工程和科學難題時難以取代的工具。

超算能算啥?——能算天，能算地，能算“命”

超算是解決國家經濟建設、社會發展、國防建設等領域重大挑戰性問題的重要手段，已成為世界各國爭奪的一個戰略制高點。超算是名副其實的“神算子”，能算天，能算地，能算“命”?

借助超算，可以解決在交通工具制造、氣候問題、生物信息、地震監測、地球科學、天體物理、公共健康、材料科學、人類/組織系統研究等領域的挑戰性問題?

“神威?太湖之光”超級計算機部署一年以來，應用領域已經涉及天氣氣候、航空航天、先進制造、生物醫藥、新材料、新能源等20個方面，支持國家重大科技應用、先進制造等領域解算任務幾百項，一年來共計完成200多萬項作業任務，平均每天完成近7000項作業任務。

什么是全球超算500強榜單?——對全球已安裝的超級計算機排座次

作為世界高性能計算領域規模最大的權威會議之一，國際高性能計算大會每半年公布一次全球超級計算機TOP500榜單。TOP500榜單始于1993年，是對全球已安裝的超級計算機排座次的知名排行榜，由美國與德國超算專家聯合編制。

延伸閱讀：精彩！美國超算奪回世界第一，后面馬上看中國的！

6月8日，位于美國田納西州東部的美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室（ORNL）發布了新一代超級計算機Summit，宣布其成為世界上最強大、最智能的科學超級計算機，超越了目前的記錄保持者：中國的“神威·太湖之光”。自 2013 年以來，中國超算一直在全球超級計算機排名中位居第一。

美國重回超算榜首地位

▲橡樹嶺國家實驗室網站消息截圖

據了解，這臺讓美國重奪世界第一的Summit超算系統由4608臺計算服務器組成，每個服務器包含兩個22核Power9處理器（IBM生產）和6個Tesla V100圖形處理單元加速器（NVIDIA生產）。Summit還擁有超過10PB的存儲器，配以快速、高帶寬的路徑以實現有效的數據傳輸。

憑借每秒高達20億億次(200PFlops)的浮點運算速度峰值，Summit的威力將是ORNL之前排名第一的系統Titan的8倍，相當于普通筆記本電腦運算速度的100萬倍，比之前位于榜首的中國超級計算機“神威·太湖之光”峰值性能（每秒12.5億億次）快約60%。

自2013年6月起，中國超算長期蟬聯第一，美國的超級計算機再未問鼎全球超算top500榜單。而Summit的問世讓這一寶座終易主。

橡樹嶺國家實驗室（ORNL）稱，對于某些特定的科學應用，Summit還能夠進行每秒超30億億次（3.3 exaops）的混合精密計算。Summit前所未有的計算能力將幫助能源、高級材料和人工智能（AI）等研究領域實現新的科學突破，之前不切實際或不可能實現的一系列科學發現將會成為可能。

文章舉例稱，除了科學建模和仿真外，Summit還為人工智能（AI）和科學發現的整合提供了前所未有的機會，使研究人員能夠將機器學習和深度學習等技術應用到人類健康、高能物理、材料探索等領域的問題研究上。

橡樹嶺國家實驗室（ORNL）負責人Thomas Zacharia介紹說，ORNL在75年前成立之初，就確立了致力于解決國家層面重大難題的傳統文化。1988年，ORNL的科學家們完成了首次G浮點（gigaflops）運算，1998年完成了首次T浮點（teraflops）運算，2008年完成了首次P浮點（petaflops）運算，2018年又完成了首次exaops計算。

美國能源部長里克·佩里（Rick Perry）表示，超級計算機Summit的發布讓美國向“2021年交付E級超算”的目標又邁進了一步。它將在能源研究、科學發現、經濟競爭力和國家安全等方面帶來深遠影響，助力科學家們在未來應對更多新的挑戰，促進科學發現和激發科技創新。

“E級超算賽跑”中國暫時領先

不過，美國Summit即將引領的是十億億次級別的爭奪，而速度達到百億億次級別的E級超算才被公認是“超算界的下一頂皇冠”。目前，中、美、歐、日都在向這個目標全力沖刺，中國在進度上暫時處于領先位置。

新華社5月17日報道，國家超算天津中心當日對外展示了我國新一代百億億次超級計算機“天河三號”原型機，這也是該原型機首次正式對外亮相。據介紹，“天河三號”原型機將于今年6月部署，年底正式投入使用。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“天河三號”型機由三組機柜組成，每組機柜高2米左右，通身黑色，機身上嵌有藍綠兩條醒目的彩條，在彩條中間，“天河”兩個字異常醒目。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“‘天河三號’原型機采用全自主創新，自主飛騰CPU，自主天河高速互聯通信，自主麒麟操作系統，其綜合運算能力與‘天河一號’相當。”天津超算中心應用研發部副部長夏梓峻介紹說。

夏梓峻表示，“天河三號”原型機將于今年6月部署在天津超算中心，年底將正式上線投入使用。“原型機的作用是為了驗證‘天河三號’的技術路線。”

國家重點研發計劃“高性能計算”重點專項總體專家組組長錢德沛教授表示，首套百億億次超級計算機預計將在2020年交付。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“‘天河一號’的運算能力已經飽和，而‘天河三號’的運算能力是‘天河一號’的200倍，存儲規模是‘天河一號’的100倍（使用全新的國產Matrix 2000加速器）。計算密度、單塊計算芯片計算能力、內部數據通信速率等方面也將得到極大提升。

國內現在同時啟動了三大百億億次超算研發，分別是國防科大/天津超算中心的天河三號、中科曙光的E級超算以及江南所/濟南超算中心的神威E級。以上三套百億億次超算中，有一條要求是共同的，那就是核心處理器必須是國產的，神威·太湖之光上已經用了國產申威SW26010處理器。

全球競相研發E級超算

目前，全球有多個國家正競相研發E級超算。中國計劃于2020年推出首臺E級超算；美國能源部啟動了“百億億次計算項目（Exascale Computing Project）”，希望于2021年至少交付一臺E級超算，其中一臺的名字為“極光（Aurora）”，初步規劃峰值運算能力超過每秒130億億次，內存超過8PB，系統功耗約為40MW。

▲各國超算進度（風聞社區ultracold圖）

美國在下一代超算技術方面的研發總投入將達到4.3億多美元，用美國能源部部長里克·佩里的話說，這些資金就是劍指“下階段研發百億億次系統的全球競賽”。

此外，歐盟預計于2022年—2023年交付首臺E級超算，使用的是美國、歐盟處理器，架構有可能類似ARM；日本發展E級超算的“旗艦2020計劃”由日本理化所主導，完成時間也設定在2020年。

美國宣布造出“世界最強大”超級計算機

美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室近日宣布，造出一臺名為“頂點”的超級計算機，稱其運算能力是目前“世界最強大的”。橡樹嶺國家實驗室說，“頂點”的浮點運算速度峰值可達每秒20億億次。其中使用了4608個計算服務器，每個計算服務器中又含有兩個國際商用機器公司生產的22核Power9處理器和6個英偉達公司生產的Tesla V100圖形處理單元加速器。

DARPA開發GPS定位系統替代方案

傳統的定位導航和授時功能依靠GPS實現，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）近日正在開發不依賴于GPS的定位、導航和授時功能的替代方案，其中名為“對抗性環境中的空間、時間和方位信息”（STOIC）研究項目于2015年啟動，目前項目處于第三階段，并已經開始了外場測試。

谷歌創始人支持的“飛行汽車”大幅升級，

訓練1小時就能自由駕駛

由谷歌聯合創始人拉里·佩奇資助的空中交通工具初創公司Kitty Hawk近日展示了其經過大幅升級的“飛行汽車”Flyer。Flyer屬于娛樂型和輕型飛機，操作非常像無人機，Kitty Hawk公司宣稱飛行員只需要接受1個小時的訓練，就可以自由駕駛飛行。

Sierra-Olympic開發用于無人機的Ventus OGI光電氣體成像相機

美國Sierra-Olympic技術公司近日宣布，研制出可用于無人機的Ventus OGI光電氣體成像相機。這種相機的中波紅外（MWIR）檢測器陣列分辨率為640×512像素，像素間距為15微米，鏡片重580克，低能耗機芯配置微型專用窄帶冷濾波器，其長壽命閉式循環斯特林冷卻器裝有f/1.5冷屏蔽優化鏡片。相機的探測器、冷卻器和透鏡具有相機數據鏈、千兆以太網、H.264與NTSC/PAL制式視頻等數字模擬接口，而且配置了RS-232/RS-422系列相機控制器。

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美國麻省理工研究人員近日開發出一種可高效、廉價回收發電廠冷卻水的新技術，有望緩解城市水資源緊缺并大規模應用于海水淡化。研究團隊在研究中發現，用塑料或金屬網捕獲海霧中的水分，氣流會繞過障礙，因此捕獲率只有1%到3%。如果通過帶電粒子束讓霧氣帶上電荷，水滴帶電后易被電網吸附，就能大幅提高收集效率。

3D打印可動人工頸椎假體研制成功

近日，由西安交通大學研究團隊完成的“三維（3D）打印技術重建脊柱脊髓功能的臨床應用與相關研究”項目，結合金屬三維打印技術，研制出可動人工頸椎假體，為解決頸椎次全切、減壓融合術后活動度喪失這一難題提供了新思路。新研發的三維打印個性化穹隆頂鈦籠，消除了傳統鈦籠的銳利邊緣，使穹隆頂鈦籠精準適配頸椎解剖特點，同時增加鈦籠與椎體的接觸面積，利于獲得長期穩定性。

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近日，人類目前規模僅次于國際空間站的科技合作計劃，也是我國參與的最大規模國際科技合作項目——國際熱核聚變實驗堆取得新突破。由我國研制的首批國際熱核聚變實驗堆磁體支撐產品在遵義正式交付，我國也成為首個向該項目批量交付核心產品的國家。交付的“人造太陽”磁體支撐產品，主要負責支撐起實驗堆中重達1萬噸的關鍵設備，并在異常情況下保障實驗堆的安全。

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