Mỹ chi 126 triệu USD để sản xuất 'siêu máy tính'

Nhà Trắng khi đó quyết tâm giành lại vị trí dẫn đầu trong cuộc đua siêu máy tính, sau khi Trung Quốc vượt lên từ tháng 11 năm trước. Tổng thống Mỹ Barack Obama đã ký quyết định dự chi ngân sách năm 2012, trong đó dành khoản tiền lớn cho việc phát triển thế hệ máy tính kế tiếp. Mục tiêu trọng tâm là xây dựng hệ thống exascale, dòng máy có năng lực tính toán vượt xa những siêu máy tính mạnh nhất đương thời. Nếu được Quốc hội Mỹ chấp thuận, Bộ Năng lượng Mỹ, thường gọi là DOE, sẽ nhận tổng cộng 126 triệu USD để nghiên cứu và chế tạo hệ thống exascale. Trong khoản ngân sách này, 91 triệu USD được phân bổ cho các văn phòng thuộc lĩnh vực Khoa học của Bộ Năng lượng. Cục An ninh hạt nhân quốc gia cũng nhận 36 triệu USD, phục vụ những nhiệm vụ liên quan đến nghiên cứu và bảo đảm an ninh. Khoản đầu tư mới cho thấy Washington muốn tăng tốc rõ rệt, bởi cuộc cạnh tranh công nghệ với Trung Quốc đã chuyển sang lĩnh vực năng lực tính toán quy mô cực lớn. Đại diện Bộ Năng lượng Mỹ cho biết cơ quan này từng chi 24 triệu USD trong năm 2011, nhưng kết quả đạt được khi đó chưa tạo ra thành công đáng kể. Vì vậy, đề xuất ngân sách năm 2012 được kỳ vọng giúp chương trình exascale có thêm nguồn lực, nhân sự và hướng phát triển cụ thể hơn. Theo kế hoạch, hệ thống exascale có thể nhanh gấp 1.000 lần Tianhe-1A, siêu máy tính Trung Quốc vừa được xếp hạng mạnh nhất thế giới vào thời điểm đó. Con số này không chỉ mô tả tốc độ xử lý, mà còn cho thấy khoảng cách khổng lồ giữa các thế hệ máy tính chuyên dụng. Một cỗ máy đạt cấp exascale sẽ mở rộng đáng kể khả năng mô phỏng, phân tích dữ liệu và giải quyết những bài toán khoa học phức tạp. Lịch sử phát triển của Mỹ đã ghi nhận nhiều cột mốc quan trọng trong cuộc đua tính toán hiệu năng cao. Năm 1997, ASCI Red tại phòng thí nghiệm Sandia National Labs thuộc Bộ Năng lượng có thể thực hiện 1,3 nghìn tỷ phép tính mỗi giây. Thành tích ấy từng thể hiện bước tiến lớn, dù về sau nhanh chóng bị các thế hệ siêu máy tính mới vượt qua. Đến năm 2008, Roadrunner của IBM đặt tại Los Alamos National Laboratory thuộc Bộ Năng lượng trở thành máy tính đầu tiên đạt một triệu tỷ phép tính mỗi giây. Cột mốc này đánh dấu lần đầu năng lực tính toán đạt cấp độ petaflop, mở ra giai đoạn mới cho nghiên cứu khoa học và kỹ thuật. Từ nền tảng đó, các nhà phát triển tiếp tục hướng tới exaflop, cấp độ cao hơn rất nhiều về tốc độ xử lý. IBM được dự kiến tiếp tục đảm nhiệm việc nghiên cứu và chế tạo thế hệ siêu máy tính mới cho chương trình của Mỹ. Khi ra mắt trong năm 2012, cỗ máy mang tên Mira được kỳ vọng đạt 10 triệu tỷ phép tính mỗi giây. Mục tiêu này sẽ đưa Mira trở thành ứng viên nổi bật trong nỗ lực giành lại ngôi vị số một từ các hệ thống của Trung Quốc. Để đạt tốc độ dự kiến, Mira sẽ được trang bị 750.000 chip xử lý IBM PowerPC A2, mỗi chip hoạt động ở mức 1,6GHz. Cấu hình khổng lồ này cho thấy siêu máy tính không dựa vào một bộ xử lý đơn lẻ, mà kết hợp số lượng lớn chip để thực hiện nhiều phép tính đồng thời. Cách tiếp cận ấy đòi hỏi thiết kế phần cứng, phần mềm và hệ thống làm mát đặc biệt, dù bài gốc chỉ tập trung vào quy mô xử lý của cỗ máy. Tháng 11 năm trước, Tianhe-1A của Trung Quốc đạt tốc độ 2,67 triệu tỷ phép tính mỗi giây, chính thức vượt qua đối thủ Mỹ trong bảng xếp hạng siêu máy tính. Cỗ máy này đã chiếm vị trí dẫn đầu từ Jaguar Cray XT5, hệ thống từng giữ ngôi mạnh nhất thế giới trong một giai đoạn trước đó. Sự vươn lên của Tianhe-1A khiến cuộc cạnh tranh giữa hai quốc gia trở nên gay gắt, đặc biệt trong những lĩnh vực cần tính toán quy mô lớn. Jaguar Cray XT5 được đặt tại Trung tâm điện toán Oak Ridge thuộc Bộ Năng lượng Mỹ, từng đứng đầu thế giới suốt năm 2011. Hệ thống này có khả năng xử lý 1,75 triệu tỷ phép tính mỗi giây, thấp hơn tốc độ công bố của Tianhe-1A. Với khoản đầu tư 126 triệu USD cùng tham vọng về Mira, Mỹ muốn tạo ra bước nhảy đủ lớn để không chỉ bắt kịp, mà còn vượt xa đối thủ trong cuộc đua siêu máy tính.