北京时间10月30日消息，一种新型的全球军备竞赛正在拉开帷幕，而这一次的竞赛是以千万亿次(petaflop)为计算单位的。

美国能源部的超计算机泰坦(Titan)周一正式上线，该部对这台计算机进行了升级，很可能将使其成为这个星球上速度最快的超级计算机。泰坦拥有每秒钟20千万亿次的计算能力，比美国能源部的另一台超级计算机红杉(Sequoia)高出4千万亿次，后者自今年6月份以来一直都在全球超级计算机排行榜中占据首位。正式的全球速度最快超级计算机500强名单将在下个月公布。

在过去三年时间里，美国在计算世界中的领地一直都在被日本、中国和德国瓜分，但现在美国正在重新抢回龙头位置。这不只是一种荣誉勋章，同时对于国家安全和美国的经济生存能力来说也是至关重要的。泰坦将可帮助美国科学家在气候变化、生物燃料、核能、新材料及其他关键领域中占据研究先驱地位，这将有助于他们创造新一波的汽车电池、柳枝稷乙醇和改进后的天气预测工具等产品。

　　          在美国能源部下属的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)中，由全球超级计算机领军企业Cray公司所生产的泰坦已经进行了一次重大的升级，这台超级计算机原名为美洲虎(Jaguar)。

与美洲虎相比，泰坦用AMD生产的299008个速度更快的中央处理器(CPU)取代了前者的224256个中央处理器，此外还配备了由Nvidia生产的18688个图形处理器来作为中央处理器的加速器，这就是为何泰坦配备的中央处理器数量仅比美洲虎多三分之一，而且计算节点和机柜数量与美洲虎相同，但计算能力却相当于前者十倍的原因所在。

更重要的是，泰坦的处理器比美国能源部此前使用的超级计算机的节能性要高出五倍。

在最大化运算速度的竞赛中，功率束缚(Power constraint)是最大的挑战。美洲虎的计算能力仅为每秒钟2.3千万亿次，但其功耗却高达7兆瓦，相当于7000个家庭的用电量。去年，美洲虎单是用电量这一项的成本就达到了700万美元。如果泰坦与美洲虎相比仅仅是增加了中央处理器的数量，而没有配备图形处理器，那么这台每秒钟计算能力达20千万亿次的超级计算机的功耗将会达到60兆瓦，每年单是用电量这项成本就会达到6000万美元，这原本将意味着Cray无法与美国能源部达成生产这台超级计算机的协议。

橡树岭国家实验室称，泰坦的电力成本仅比美洲虎略高一些。该实验室分管计算与计算科学的实验室副主任杰夫·尼克尔斯(Jeff Nichols)称，泰坦的设计是朝着降低我们‘碳足迹’而采取的负责任的一个步骤。

泰坦所使用的图形处理器并不特殊，实际上这些图形处理器与高端个人电脑中所使用的硬件一般无二，是个人电脑游戏发烧友的最爱。这并非游戏第一次帮助超级计算取得了发展——在洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)中，IBM的RoadRunner超级计算机运行的处理器也与索尼PlayStation 3使用的处理器是相同的。

开发高性能的计算处理器会耗费数十亿美元的资金，而且没办法收回。Nvidia的首席技术官史蒂夫·斯科特(Steve Scott)说道。如果没有个人消费者业务作为支持，那么我们是无法做到现在正在做的事情的。

那么，在开发出拥有新的运算速度和功率的泰坦以后，美国能源部计划用这台超级计算机做些什么呢?橡树岭国家实验室的计划是，继续集中致力于目前使用这台超级计算机从事的40个项目，不过每个项目所获得的CPU时间不再以千万为计量单位，而是以亿为单位，这将有助于研究人员加快其取得突破的进程。不过，研究人员想要获得更快的速度只是个时间的问题。到2016年，美国能源部将对泰坦进行升级，希望将其后继者的运算速度提高至每秒钟200千万亿次，也就是相当于泰坦的十倍。

需求是永无止境的。斯科特说道。一旦我们处在百亿亿次(exaflop)的边缘，那么科学家就会开始讨论他们对十万亿亿次(zettaflop)的需求。