Theo SCMP, Trung Quốc đang lên kế hoạch đầu tư hàng tỷ USD để nâng cấp cơ sở hạ tầng siêu máy tính nhằm đòi lại vị trí dẫn đầu thế giới, sau khi bị Mỹ chiếm vị trí này vào năm 2018, chấm dứt thời gian thống trị kéo dài 5 năm của siêu máy tính Trung Quốc.
Trung Quốc đang nhắm đến mục tiêu đưa siêu máy tính Thụ Quang thế hệ mới nhất có khả năng xử lý nhanh hơn 50% so với siêu máy tính hàng đầu của Mỹ. Nếu điều này diễn ra đúng như kế hoạch, Trung Quốc sẽ đòi lại vị trí quốc gia sở hữu siêu máy tính mạnh nhất thế giới từ Mỹ.
Mỹ giành lại vị trí này năm 2018 với siêu máy tính Summit do IBM thiết kế, có khả năng thực hiện 200 triệu tỷ phép tính/giây, vượt qua cỗ máy Sunway TaihuLight của Trung Quốc với khả năng thực hiện 125 triệu tỷ phép tính/giây.
Siêu máy tính Summit của Mỹ với khả năng thực hiện 200 nghìn tỷ phép tính/giây. Ảnh: Phòng nghiên cứu Quốc gia Oak Ridge.
Cuộc đua gay cấn
Thế hệ tiếp theo của siêu máy tính Trung Quốc sẽ được chuyển tới trung tâm thông tin mạng máy tính của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) tại Bắc Kinh, để nhắm tới vị trí dẫn đầu Top500 - bảng xếp hạng những siêu máy tính mạnh nhất thế giới.
Khả năng sản xuất siêu máy tính tối tân được xem là thước đo sức mạnh công nghệ của một quốc gia mặc dù chưa chắc sức mạnh của chúng đã được vận dụng hết. Siêu máy tính sẽ được triển khai rộng rãi cho các nhiệm vụ từ dự đoán thời tiết, mô phỏng hoạt động của các dòng hải dương cho đến giả lập một vụ nổ hạt nhân. Nhu cầu sử dụng siêu máy tính phục vụ mục đích thương mại cũng đang tăng lên, do sự phát triển của trí thông minh nhân tạo.
Vào năm 2015, Tổng thống Mỹ Barack Obama đã ký một sắc lệnh cho phép thành lập Sáng kiến Điện toán Chiến lược Quốc gia (NSCI) để thúc đẩy phát triển công nghệ dành cho siêu máy tính exa-scale (có thể thực hiện 1 tỷ tỷ phép tính mỗi giây), cùng với đó là tài trợ cho các nghiên cứu về điện toán thời kỳ hậu bóng bán dẫn.
Theo định luật Moore, số lượng bóng bán dẫn trên một diện tích nhất đích sẽ tăng lên gấp đôi sau mỗi chu kỳ 18 tháng, có nghĩa là kích thước của bóng bán dẫn phải ngày càng nhỏ hơn và trên lý thuyết thì đến một ngày người ta sẽ không thể làm cho các bóng bán dẫn (bằng silicone) nhỏ hơn được nữa (giới hạn ước tính là 5 nm).
Giải pháp tình thế sẽ là tăng số lượng lõi (core) của bộ vi xử lý để thực hiện các phép tính song song. Nhưng điều này sẽ hiệu quả với máy tính cá nhân hơn là với một siêu máy tính. Có nhiều hướng để đi tìm một giải pháp lâu dài, trong đó có việc tìm một vật liệu khác (thay cho silicone) hoặc phát triển máy tính lượng tử, nhưng điều này sẽ cần một sự thay đổi căn bản với ngành khoa học máy tính vốn được xây dựng trên hai chữ số 0 và 1.
Trong số 4 siêu máy tính mạnh nhất thế giới, 2 chiếc đầu tiên của Mỹ và 2 chiếc xếp sau ở Trung Quốc. Ảnh: Top500.
Theo danh sách của Top500, Trung Quốc và Mỹ là hai quốc gia thống trị số lượng siêu máy tính mạnh nhất trên thế giới, với 45,4% các hệ thống trong danh sách thuộc Trung Quốc và 21,8% thuộc Mỹ. Đứng ở vị trí tiếp theo là Nhật Bản với 6,2% và Anh với 4%. Cuộc đua siêu máy tính giữa Mỹ và Trung Quốc cũng được phản ánh trong cuộc chiến thương mại giữa hai nước, sau khi lĩnh vực này của Trung Quốc phát triển nhanh chóng.
Tham vọng dẫn đầu của Trung Quốc
Trung Quốc bắt đầu tự phát triển bộ vi xử lý của riêng mình sau khi chính quyền ông Obama cấm các nhà sản xuất bộ vi xử lý như Intel, AMD và Nvidia cung cấp sản phẩm của họ cho siêu máy tính Trung Quốc vào năm 2015. Ngay trong năm tiếp theo, Trung Quốc ra mắt siêu máy tính Sunway TaihuLight, với hệ điều hành do nước này phát triển dựa trên nền tảng Linux. Bộ vi xử lý được phát triển trong nước có tên gọi Matrix-2000 và siêu máy tính này trở thành cỗ máy mạnh nhất thế giới vào năm 2016.
Ông Cao Zhongxiong, giám đốc điều hành nghiên cứu công nghệ mới của Viện Phát triển Trung Quốc, một viện chính sách có trụ sở tại Thâm Quyến, nhận định: "Khả năng xử lý lượng thông tin khổng lồ chính là nền tảng của trí tuệ nhân tạo, internet công nghiệp, 5G và những ngành công nghệ tương lai. Mặc dù Mỹ là đối thủ cạnh tranh chính và đã cố gắng kiềm chế bước tiến của Trung Quốc, nhu cầu nội địa cấp bách về năng lực siêu máy tính đã buộc Trung Quốc phải giải quyết vấn đề bằng sự phát triển độc lập".
Kế hoạch đầu tư của Trung Quốc sẽ được chính quyền trung ương và địa phương tài trợ, giúp nước này vạch ra một kế hoạch lớn hơn cho sự phát triển của siêu máy tính Trung Quốc trong tương lai.
Cụ thể, số tiền tài trợ sẽ được sử dụng để nâng cấp ba trung tâm siêu máy tính hiện tại, tạo ra các siêu máy tính exa-scale trong vòng 3 năm tới.
Phòng thí nghiệm Khoa học và Công nghệ biển Quốc gia tại Thanh Đảo, Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia ở Thiên Tân và Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia ở Thâm Quyến dự kiến sẽ hoàn thành nâng cấp những cỗ máy của họ lên mức exascale vào năm 2020, 2021 và 2022.
Các nhân viên bên cạnh siêu máy tính Tianhe-1 tại Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia ở Thiên Tân. Ảnh: Getty.
Đây là một phần trong nỗ lực của Trung Quốc nhằm tạo sự "dẫn đầu liên tục" về siêu máy tính. Các chuyên gia Trung Quốc cho biết những siêu máy tính ở các trung tâm này sẽ có khả năng xử lý phép tính nhanh hơn vài lần so với chiếc Summit, máy tính mạnh nhất của Mỹ hiện tại.
Mỹ cũng có Dự án Điện toán Exa-scale của riêng họ với mục tiêu khởi động một hệ sinh thái điện toán Exa-scale vào năm 2021.