日本將建造世界首台Zeta級超級電腦Fugaku Next，預計耗資超過7.5億美元

在全球高性能計算領域的競爭中，日本已將自己定位為領先者，計畫建造一台 Zeta 級超級電腦。如果能夠實現這一壯舉，先進的計算能力將大大提升日本的經濟競爭力。不過，日本首先要解決的是如何滿足巨大的能源需求。

日本宣佈了建造世界上第一台Zeta級超級電腦的計畫。這台劃時代的機器的處理速度可能比目前最頂級的超級電腦快一千倍。

該項目名為「富岳NEXT」（Fugaku Next），由日本文部科學省（MEXT）牽頭實施。該項目預計耗資超過 7.5 億美元，預計將於 2030 年全面投入使用。

Fugaku Next 的運算速度將達到 zetaFLOPS 級，這是前所未有的。從這個角度來看，當今最先進的超級電腦的運算速度達到了 exaFLOPS 級，即每秒能進行五百兆次計算。Fugaku Next 每秒可進行驚人的六千兆次計算。

然而，日本必須首先克服重大挑戰，即能源效率方面的挑戰。據專家估計，採用現有技術的 Zeta 級機器可能需要相當於 21 座核電站輸出的能量。

文部科學省計畫通過採用最新技術來解決這一問題，包括定製設計的 CPU 和高頻寬記憶體系統。文部科學省還希望 Fugaku Next 能與現有的基礎設施相容，從而有可能與富士通和理研合作，因為它們是開發 Fugaku 超級電腦的主要參與者。

在 TOP500 基準測試中，"Fugaku"的性能達到了 442 petaFLOPS，即每秒 442 誇億次浮點運算。它是 2020 年 6 月至 2022 年 6 月期間世界上速度最快的超級電腦，截至 2024 年 6 月，在 TOP500 中排名第四。

世界上最快的超級電腦是位於田納西州橡樹嶺國家實驗室的 Frontier。在 TOP500 基準測試中，它的性能達到了 1.206 exaflops。Frontier 在每年更新兩次的 TOP500 榜單中多次蟬聯榜首。它採用 HPE Cray EX 架構、AMD EPYC 處理器和 AMD Instinct GPU。科學家們將 Frontier 用於各種研究目的，包括天體物理學、氣候建模、材料科學和人工智慧開發。

與Frontier相比，Fugaku Next將能夠進行更先進、更複雜的計算，從模擬整個人類大腦到模擬最複雜的氣候系統。例如，計算能力的提高可以加速新藥物化合物的鑑定和測試過程，或者對分子結構進行更精確的模擬，從而有可能促進新材料的開發。

隨著日本開始實施這一雄心勃勃的項目，全球計算界也在以極大的興趣和可能的擔憂關注著。日本對 Zeta 級超級電腦的推動可能會引發各國之間的超級電腦軍備競賽，類似於目前正在進行的超大規模系統競爭，各國將增加高性能計算研發資金，以縮小技術差距。