Nhật Bản làm siêu máy tính mạnh gấp 1.000 lần siêu máy tính mạnh nhất hiện nay

Trong cuộc đua toàn cầu giành vị thế thống trị về điện toán hiệu suất cao, Nhật Bản đã định vị mình là người dẫn đầu với kế hoạch xây dựng siêu máy tính lớp zeta. Nếu đạt được kỳ tích này, khả năng tính toán tiên tiến sẽ thúc đẩy đáng kể khả năng cạnh tranh kinh tế của nước này. Tuy nhiên, trước tiên, Nhật Bản phải tìm ra cách đáp ứng các yêu cầu năng lượng to lớn.

Nhật Bản đã công bố kế hoạch xây dựng siêu máy tính lớp zeta đầu tiên trên thế giới. Cỗ máy đột phá này có thể đạt tốc độ xử lý nhanh hơn hàng nghìn lần so với các siêu máy tính hàng đầu hiện nay.

Được gọi là Fugaku Next, dự án này do Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (MEXT) dẫn đầu. Dự kiến ​​chi phí xây dựng sẽ là hơn 750 triệu đô la và sẽ đi vào hoạt động hoàn toàn năm 2030.

Fugaku Next sẽ đạt tốc độ ở thang zetaFLOPS, một kỳ tích chưa từng đạt được trước đây. Để hiểu rõ hơn, các siêu máy tính tiên tiến nhất hiện nay hoạt động ở cấp exaFLOPS, có khả năng thực hiện một nghìn tỷ phép tính mỗi giây. Fugaku Next sẽ có thể thực hiện một nghìn tỷ phép tính cấp độ exaFLOPS trong mỗi giây.

Tuy nhiên, Nhật Bản trước tiên phải vượt qua những thách thức đáng kể, cụ thể là về hiệu quả năng lượng. Các chuyên gia ước tính rằng một máy loại zeta sử dụng công nghệ hiện tại có thể cần năng lượng tương đương với sản lượng của 21 nhà máy điện hạt nhân.

MEXT có kế hoạch giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp các công nghệ mới nhất, bao gồm CPU được thiết kế riêng và hệ thống bộ nhớ băng thông cao. Họ cũng muốn Fugaku Next tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có. Điều này đồng nghĩa với việc, rất có thể tập đoàn Fujitsu sẽ lại hợp tác với viện nghiên cứu khoa học máy tính RIKEN để phát triển kiến trúc cho Fugaku Next.

Trước đó, từ tháng 6/2020 đến tháng 6/2022, Fugaku, với sức mạnh 442 petaFLOPs đã được coi là siêu máy tính mạnh nhất hành tinh. Còn hiện tại nó vẫn đang xếp thứ 4.

Siêu máy tính nhanh nhất thế giới hiện nay là Frontier, đặt tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Tennessee, Mỹ. Nó đã đạt hiệu suất 1,206 exaflop, hay 1,206 nghìn tỷ phép tính mỗi giây. Frontier đã duy trì vị trí hàng đầu của mình trong nhiều lần lặp lại danh sách TOP500, được cập nhật hai lần một năm. Nó được xây dựng bằng kiến ​​trúc HPE Cray EX, bộ xử lý AMD EPYC và GPU AMD Instinct. Các nhà khoa học đang sử dụng Frontier cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau, bao gồm vật lý thiên văn, mô hình khí hậu, khoa học vật liệu và phát triển AI.

Fugaku Next sẽ có khả năng tính toán tiên tiến và phức tạp hơn đáng kể so với Frontier, từ mô phỏng toàn bộ não người đến mô hình hóa các hệ thống khí hậu phức tạp nhất. Ví dụ, sức mạnh tính toán tăng lên có thể đẩy nhanh quá trình xác định và thử nghiệm các hợp chất dược phẩm mới hoặc phát triển các mô phỏng chính xác hơn về cấu trúc phân tử, có khả năng dẫn đến sự phát triển của các vật liệu mới.

Khi Nhật Bản bắt tay vào dự án đầy tham vọng này, cộng đồng máy tính toàn cầu cũng theo dõi với sự quan tâm sâu sắc. Việc Nhật Bản thúc đẩy siêu máy tính loại zeta có thể châm ngòi cho cuộc đua siêu máy tính giữa các quốc gia, tương tự như cuộc cạnh tranh đang diễn ra đối với các hệ thống exascale, với các quốc gia tăng tài trợ cho nghiên cứu và phát triển máy tính hiệu suất cao để thu hẹp khoảng cách công nghệ.