美国能源部(U.S. Department of Energy)橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)周一完成了一台20千万亿次超级计算机泰坦(Titan)的部署工作。该实验室希望，这台超级计算机将使美国在建造世界最快计算机的竞赛中领先于中国和日本。
这台超级计算机部署在田纳西州的ORNL设施中，每秒可以处理2万万亿次计算。这台超级计算机的运行速度是其前身“美洲虎”(Jaguar)的10倍以上。“美洲虎”于2009年投入使用，在2010年6月被认为是世界上运行速度最快的超级计算机，但几个月后，在天津的国家超级计算机中心(National supercomputer Center)，一台名为“天河1a”(Tianhe-1A)的中国超级计算机取代了它的位置。
泰坦的部署就在发布前几周排行该网站列出了世界上最快的500台超级计算机。今年6月公布的500强中最快的超级计算机是红杉，这是美国能源部在加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室部署的IBM BlueGene/Q系统。
“从全球安全和国家安全的角度来看，美国的竞争力非常重要，”ORNL计算和计算科学理事会的副实验室主任Jeffrey Nichols在一次采访中说。“我们在这个高科技领域有竞争力是绝对重要的，所以我们正在解决的科学解决方案是有竞争力的，让我们在解决这些问题时处于领先地位。”
尼科尔斯表示，日本和中国等国正迅速扩大其计算能力，超级计算机已跻身前五名。尼科尔斯说，美国更有效地利用现有的计算能力来解决国内一些最重要的科学问题。
“如果你看看橡树岭(Oak Ridge)，你就会发现，我们有可以大规模使用这些机器的应用程序开发人员。中国不能。他们有一个经济发展模式，说我们将把这个硬件放在地板上，人们可以进来付钱使用机器来做他们的科学研究，”尼科尔斯说。
ORNL欢迎来自科学家的建议，每年选择40个项目在实验室中使用计算设施。这些建议由科学专家根据价值进行选择，但也要确保应用程序是可扩展的，这样就不会浪费资源。使用泰坦的科学家不需要为使用付费。
尼科尔斯说，更多的计算能力将促进知识发现，并有助于更逼真的模拟和实验。他还说，泰坦将帮助美国在生物科学、气候、能源和太空等领域的研究。
例如，ORNL对中子科学进行研究，包括建造排放更低、效率更高的内燃机。尼科尔斯说，这些实验与该国的经济、环境和国家安全有关，像泰坦这样速度更快的超级计算机正在更快地推进这一领域的研究。
泰坦是一台Cray XK7超级计算机，它将18,688个高级微设备16核Opteron 6274 cpu与18,688个Nvidia Tesla K20 gpu(图形处理单元)配对。图形处理器为一些科学和数学应用程序提供了更快的执行速度，而cpu更适合串行处理。英伟达(Nvidia)特斯拉产品线的首席技术官史蒂夫·斯科特(Steve Scott)表示，通过利用cpu和gpu的联合计算能力，超级计算机能够以最节能的方式提供结果。
泰坦内置在200个服务器机柜中，体积与捷豹相当。ORNL升级到16核cpu和最新的图形处理器，速度更快，更省电。泰坦有700TB的内存。
Nichols说，泰坦每年消耗约9兆瓦的电力，运行这台超级计算机的能源成本可能高达1000万美元。Nichols说，能源部愿意承担这些费用，因为它知道需要一个复杂的研究项目。
超级计算机的下一个里程碑是在2018年达到exaflop性能，大约是1000 petaflop。ORNL每三到四年升级一次超级计算机，Nichols预计在2016年对Titan进行一次重大升级。他还希望到2020年在ORNL建立exaflop系统，尽管他补充说没有什么是确定的。
“我们必须考虑为2020艾级计算机或2016艾级计算机提供支持。我们必须开始与供应商讨论这些机器，”尼科尔斯说。
Agam Shah负责IDG新闻服务的个人电脑、平板电脑、服务器、芯片和半导体业务。在Twitter上关注阿甘@agamsh。Agam的电子邮件地址是agam_shah@idg.com