艾級計算機的發展與挑戰

2008年,隨着美國的Roadrunner和Jaguar超級計算機的峯值和Linpack性能雙雙突破千萬億次大關，人類終於突破這一看似不可逾越的速度障礙，進入千萬億次計算時代。爲了取得這一歷史性的突破，美國在千萬億次應用尚不明朗的狀況下，於1994年就提早記性了部署和研討，啓動了HTMT和HPCS等一系列科研計劃，瞄準着一目標開展研究，花費了近15年的時間，才實現這一目標。現在，在突破千萬億次計算以後，世界各國的目光都轉向超級計算機速度的下一個皇冠--Exascale超級計算機。
根據美國的研究線路圖，大約會在2018年左右完成艾級超級計算機的部署。最新的研究代表，艾級超級計算機的研製主要面臨4大挑戰：
1.能耗挑戰
2.儲存挑戰
3.併發和局部性挑戰
4.可靠性挑戰
爲應對上述挑戰，美國提出了四項應對措施：
1.艾級硬件技術和體系架構的聯合開發和優化
2.艾級體系結構和編程模型的聯合開發和優化
3.艾級算法、應用、工具、和運行時的聯合開發
4.艾級形同容錯體系結構的深刻研究。並將研製週期分爲三個階段：系統體系結構探索階段、技術演示階段和可拓展的原型切片階段
中國的超級計算機研製工做在近幾年奮起直追，到2008年，曙光5000A在一次排名世界第10位，中國成爲繼美國以後，世界上第2個可以獨立研製百萬億次量級超級計算機的國家；2009年，隨着國防科學技術大學「天河一號」超級計算機闖入世界TOP500第5名，中國成爲繼美國以後，第2個可以研製峯值性能達到千萬億次的超級計算機的國家；2010年，曙光公司發佈「星雲」千萬億次超級計算機，其Linpack性能突破千萬億次，第一次取得世界TOP500排名第2的歷史性成績。我國超級計算機的硬件研製水平不斷提升，與國際水平差距日益縮小。這得益於國家中長期科技計劃的知道和國家863計劃的大力支持，也得益於國內廠商和科研人員的刻苦攻關和不懈努力。在此以後，艾級超級計算機的研製任務必然提上議事日程。
在新一輪衝擊最快超級計算機的競賽中，我國的國產超級計算機可否保持甚至進一步縮小與國外研製週期和研製水平的差距？我國的超級計算機廠商和科研單位在軟硬件的技術儲備上，是否作好了充足的準備和預研？艾級超級計算機面臨的硬件技術的關鍵挑戰都有哪些？是否有不可克服的技術障礙？國產處理器可否在艾級超級計算機的研製中發揮關鍵做用？哪些應用領域是艾級超級計算機的重要潛在應用領域？艾級超級計算機的研製對我國大規模並行軟件研製的挑戰是哪些？國內幾大主流超級計算機研製單位關於艾級超級計算機研製計劃、技術路線和研製週期是什麼？這些問題都須要研討和回答。