Một siêu máy tính của Hoa Kỳ tại phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, nơi họ đang xây dựng hệ thống ‘exascale.’ (Nguồn: ft.com) Theo tờ Financial Times, Mỹ sắp bước vào kỷ nguyên siêu máy tính mới với bước tiến nhảy vọt về sức mạnh xử lý trong một thập kỷ qua, sẽ có tác động lớn đến các lĩnh vực từ nghiên cứu biến đổi khí hậu đến thử nghiệm vũ khí hạt nhân.
Nhưng thành tựu này của Mỹ sẽ không thể vang xa. Trung Quốc đã vượt qua cột mốc này trước tiên và đang trên đường xây dựng toàn bộ thế hệ siêu máy tính tiên tiến hơn bất cứ hệ thống nào trên thế giới.
Điều làm cho những tiến bộ đáng chú ý hơn, theo các chuyên gia Mỹ về lĩnh vực này, là thành tựu của Trung Quốc được tạo ra từ công nghệ địa phương, sau khi Washington chặn quyền truy cập vào phần cứng của Mỹ, từ lâu được coi là quan trọng đối với các hệ thống như vậy.
Ông Dongarra, chuyên gia về siêu máy tính của Mỹ, cho biết việc xây dựng chương trình siêu máy tính của Trung Quốc, được bất đầu từ hơn hai thập kỷ trước, đã dẫn đến một “thực tế đáng kinh ngạc” là Trung Quốc hiện dẫn đầu thế giới về siêu máy tính.
Các siêu máy tính tiên tiến nhất được sử dụng để mô phỏng các hệ thống rất phức tạp, chẳng hạn như tạo ra các mô hình tốt hơn về biến đổi khí hậu hoặc ảnh hưởng của các vụ nổ hạt nhân.
Theo ông Nicholas Higham, Giáo sư toán học tại Đại học Manchester, việc sử dụng bí mật của chúng trong các lĩnh vực tuyệt mật, chẳng hạn như giải mã, cũng có khả năng trở thành công cụ quan trọng trong an ninh quốc gia.
Trung Quốc đã có nhiều siêu máy tính trong danh sách Top 500 máy tính mạnh nhất thế giới hơn bất kỳ quốc gia nào khác, với 186 chiếc so với 123 chiếc ở Mỹ.
Giờ đây, bằng cách đánh bại Mỹ để đạt được bước đột phá lớn tiếp theo trong lĩnh vực này và lên kế hoạch cho một loạt máy mới trong tương lai, Trung Quốc có thể chiếm được vị thế cao trong cuộc đua siêu máy tính trong nhiều năm tới.
Bước đột phá của Trung Quốc là trong cuộc đua chế tạo siêu máy tính exascale, hệ thống có thể xử lý từ 10-18 triệu tỷ phép tính mỗi giây, nhanh hơn 1.000 lần so với hệ thống petaflop đầu tiên được tạo ra trước đó một thập kỷ.
Trong những tháng gần đây, phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Mỹ ở Tennessee đang tiến hành lắp ráp và thử nghiệm hệ thống đầu tiên trong số ba hệ thống exascale đã được lên kế hoạch. Nếu không gặp bất cứ các sự cố nào trong quá trình chạy thử nghiệm, siêu máy tính exascale đầu tiên của Mỹ có thể được công bố vào cuối tháng Năm này, trong danh sách Top 500 máy tính, vốn được công bố hai năm một lần.
Ngược lại, hệ thống exascale đầu tiên của Trung Quốc đã hoạt động được hơn một năm trước và cho đến nay được cho là đưa vào sử dụng chiếc thứ hai, theo ông David Kahaner, Giám đốc Chương trình Công nghệ Thông tin châu Á.
Tuy Trung Quốc không chính thức tiết lộ rằng nước này đang sở hữu hai hệ thống exascale, nhưng sự tồn tại của chúng đã được xác nhận vào cuối năm ngoái khi tham gia cuộc thi nghiên cứu khoa học sử dụng hệ thống siêu máy tính, với một nghiên cứu đạt giải cao nhất.
[Mỹ trở lại dẫn đầu về hệ thống siêu máy tính nhanh nhất thế giới]
Ông Horst Simon, Phó giám đốc phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley của Bộ năng lượng Mỹ cho biết quốc gia sở hữu siêu máy tính tiên tiến nhất có lợi thế rõ ràng về khả năng phòng thủ quốc gia so với các đối thủ.
Việc Trung Quốc quyết định không chính thức xác nhận bước đột phá về siêu máy tính của mình là một sự khác biệt với lịch sử hàng thập kỷ trong lĩnh vực này, nơi các nhà khoa học thường nói chuyện cởi mở về thành tựu của họ và các nước nhanh chóng khoe mẽ các cỗ máy tiên tiến hàng đầu của mình.
Theo các chuyên gia, việc giữ bí mật có thể nhằm ngăn chặn sự trả đũa từ phía Mỹ. Washington đã áp đặt các biện pháp trừng phạt có mục tiêu chống lại 5 tổ chức của Trung Quốc liên quan đến siêu máy tính vào năm 2019, sau đó một năm tiếp theo là một đợt trừng phạt đối với 7 nhóm khác. Đợt trừng phạt thứ hai được đưa ra ngay sau khi hệ thống exascale đầu tiên của Trung Quốc được khởi động.
Một nỗ lực trước đây của Trung Quốc nhằm phá bỏ rào cản exascale đã dựa vào công nghệ của nhà sản xuất chip Mỹ AMD, khiến nước này dễ bị ảnh hưởng bởi các hạn chế thương mại của Mỹ. Ngược lại, hai hệ thống exascale hiện tại của Trung Quốc dựa trên các thiết kế chip nội địa.
Các nhà phát triển chip địa phương được sử dụng trong hai hệ thống mới khổng lồ là Công nghệ Thông tin Phytium Thiên Tân và Trung tâm Thiết kế Vi mạch Tích hợp Hiệu suất cao Thượng Hải, đều nằm trong danh sách trừng phạt của Mỹ hồi năm ngoái.
Ông Dongarra nói: “Tôi nghĩ khá ấn tượng khi Trung Quốc có thể đưa ra một hệ thống dựa trên công nghệ của riêng mình trong một khoảng thời gian rất ngắn”. Ông nói thêm rằng vẫn chưa rõ liệu các con chip được sản xuất ở Trung Quốc Đại lục - nơi vẫn còn chậm hơn nhiều năm so với các loại chip tiên tiến nhất trên thế giới - hay ở Đài Loan.
Trung Quốc đã xây dựng ngành công nghiệp nội địa xoay quanh siêu máy tính trong nhiều năm, lần đầu tiên gây sốc cho các đối thủ chính của họ ở Mỹ và Nhật Bản vào năm 2000 khi công bố loại máy nhanh nhất thế giới lúc bấy giờ. Nhưng buổi bình minh của kỷ nguyên điện toán exascale có thể là cơ hội để đạt được vị trí dẫn đầu rõ ràng hơn.
Theo ông Kahaner, trong khi Mỹ sẽ chỉ có 3 hệ thống exascale, mục tiêu của Trung Quốc là có 10 hệ thống vào năm 2025. Nghiên cứu của ông Kahaner cho thấy các công ty Trung Quốc hiện đang tập trung vào cạnh tranh trong nước hơn là những gì các đối thủ quốc tế của họ đang làm.
Ông Kahaner cho rằng khi khoảng cách giữa hai quốc gia ngày càng xa, Mỹ nên xem xét nới lỏng các biện pháp trừng phạt đối với trung tâm siêu máy tính quốc gia hàng đầu của Trung Quốc với hy vọng “có cái nhìn sâu sắc hơn về các hệ thống này của Trung Quốc.”
Bất chấp việc Trung Quốc dẫn đầu về phần cứng, ông Kahaner và những người khác cho rằng khả năng của Mỹ là một thế mạnh, đặc biệt là khi nói đến phần mềm. Một nửa trong số 3,2 tỷ USD chi phí cho ba máy tính exascale của Bộ Năng lượng Mỹ bắt nguồn từ nỗ lực kéo dài hàng thập kỷ để viết các chương trình chạy trên kiến trúc máy tính mới.
Ngoài ra, nghiên cứu của Trung Quốc về toán học cao cấp hiếm khi xuất hiện trong các lĩnh vực liên quan đến siêu máy tính.
Về lời kêu gọi hợp tác nhiều hơn giữa Trung Quốc và Mỹ, ông Kahaner nói: “Việc tiếp cận các hệ thống mới cho phép thử nghiệm, mang lại lợi ích cho tất cả các bên. Ở mức tối đa nhất có thể, phù hợp với bảo mật và cạnh tranh công bằng hoặc cân bằng, càng nhiều quyền truy cập thì càng tốt.”
Nhưng với việc Trung Quốc chưa công khai thừa nhận sức mạnh siêu máy tính mới của mình và Mỹ vẫn thúc đẩy các biện pháp trừng phạt chống Trung Quốc để cố gắng hạn chế sự trỗi dậy của nước này như một cường quốc công nghệ, đó có thể vẫn là một hy vọng xa vời./.
