週二，中國從美國手中奪回了令人垂涎的計算桂冠，引發了激烈的技術競爭，對科學、國家安全和地緣政治產生了影響。
LineShine 是位於中國深圳的大型電腦系統，一組研究人員通過一系列超級電腦標準測試，宣布其速度是世界上最快的。除了速度快之外，該系統之所以脫穎而出，還因為它只使用標準微處理器，而不是稱為圖形處理單元的特殊晶片，而大多數先進的超級電腦都依賴圖形處理單元來完成繁重的計算工作。
所謂的世界最強大超級電腦 500 強名單的組織者傑克唐加拉 (Jack Dongarra) 表示，這種基本設計可能會指出一種將人工智慧與傳統科學任務結合起來的更好方法。
美國田納西大學電腦科學與電機工程教授Dongarra博士最近在深圳雲端運算中心考察了這台新機器。 LineShine 的測試結果比加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的 El Capitan 系統快了 20% 以上，該系統自 2024 年 11 月以來一直在超級電腦效能排名中名列前茅。自 2017 年以來，中國還沒有一台機器躋身榜首。
「這是一個令人印象深刻的系統，」Dongarra 博士談到 LineShine 時說道。 “他們開發了一個不依賴 GPU 的系統，給我們帶來了推動。”
新的超級電腦加劇了中美之間的技術霸主競爭。 OpenAI、Anthropic、Google等美國科技巨擘開發了領先的人工智慧模型，而另一家美國公司英偉達則成為全球主要的人工智慧晶片供應商。中國嘗試以多種方式進行創新，中國新創公司 DeepSeek 去年發布了僅使用一小部分專用人工智慧晶片的先進人工智慧模型。
為了防止中國迎頭趕上，川普總統對人工智慧晶片的出口徵收關稅，有時還施加限制。但中國使用商品微處理器（也稱為 CPU）而不是 GPU 來創建超高速超級計算機，這表明了解決這些障礙的可能方法。
加州大學全球衝突與合作研究所高級研究員吉米·古德里奇表示：“美國政府應對中國市場的 CPU 出口和生產實施更嚴格的控制。” “這是現行法規的一個漏洞。”
超級電腦是最大的科學機器的術語，自 20 世紀 60 年代以來一直用於創建氣候模型、破解密碼和設計核武器等任務。它們通常使用非常精確的數學，使用 64 位元資料來表達數字。
另一方面，Google和 OpenAI 等公司的商業人工智慧系統甚至可以更快。他們可以使用近似值來完成識別圖像或選擇句子中的下一個單字等任務，依靠所謂的四位和八位數字，使系統能夠一次進行更簡單的計算。
古德里奇先生說：「中國在這裡所做的事情令人印象深刻，但他們無法與美國人工智慧實驗室建造的這些大型人工智慧超級電腦相比」。
美國國家實驗室是一些最大的超級電腦的主要客戶，它們渴望利用人工智慧來加快其科學工作的速度。因此，他們採用了更多此類、不太精確的計算以及 64 位元變體。
儘管美國公司歷來在最大超級電腦的行列中佔據主導地位，但外國系統有時也會躍居榜首。例如，日本的一個系統在 2020 年至 2022 年期間排名第一。
「很多人都說美國是唯一擁有這些系統的國家，」追蹤該行業的公司 Intersect360 Research 的分析師艾迪生·斯內爾 (Addison Snell) 說。 “然後你會發現其他公司也有選擇。”
來自中國和日本的強大系統經常促使能源部和其他美國機構推動為超級電腦提供更多資金。 11月，川普政府啟動了“創世紀任務”，旨在與私人公司一起在美國國家實驗室運行超級計算機，以促進人工智慧和科學研究。
GPU 主要由 Nvidia 和 Advanced Micro Devices 開發，已成為最近超級電腦競賽中的關鍵武器。這些晶片擅長同時完成許多工作，包括科學中使用的所謂向量算術和作為許多人工智慧任務核心的矩陣乘法。
唐加拉博士表示，當美國官員限制中國獲得 GPU 和其他高性能晶片，以及一些用於生產最先進半導體的機器的出口時，這促使該國「投資於架構和技術的開發，以有效地讓超級電腦與美國性能最佳的系統相媲美」。
中國的LineShine系統並沒有像大多數高階系統那樣將微處理器和GPU的傳統任務分開。相反，類似 GPU 的任務內建有專門的電路，可加速矩陣和向量運算。這種能力嵌入在晶片中，共有近 1400 萬個運算核心或小型電子大腦，安裝在 90 個硬體櫃中。
這些晶片是基於 Arm Holdings 許可的一組指令的原創設計，Arm Holdings 是一家由日本企業集團軟銀控股的英國公司。 Arm 的技術因智慧型手機供電而聞名，但最近已被英偉達、亞馬遜、高通等公司應用於資料中心。
Arm在中國活躍已久。 「Arm 在包括中國在內的全球範圍內開展業務，遵守適用的出口管制法律和法規，」該公司發言人表示。
Dongarra 博士表示，LineShine 的設計師都是中國超級電腦的資深人士，他們沒有透露晶片是哪家公司製造的，也沒有透露所使用的晶片製造技術水平的詳細資訊。
他和其他專家長期以來一直認為中國擁有可以排名第一的系統，但那裡的實驗室最近沒有提交測試結果。
「中國機器能夠成為第一，我並不感到驚訝，」斯內爾先生說。 “令人驚訝的是他們想要得到認可。”
Dongarra 博士為新系統撰寫了詳細報告，他說，他在訪問中國期間被告知，該系統是在沒有政府資助的情況下創建的，因此其設計者認為可以為 Top500 排名提交測試。
唐加拉博士說，深圳的科學家們也透過十四項戈登貝爾獎的參賽作品來尋求對這款新機器的認可，該獎項旨在促進解決科學領域的先進問題。三個系統入圍該獎項的決賽，另外三個系統入圍氣候科學相關獎項。
根據 Dongarra 博士介紹，LineShine 已用於諸如地球高級模擬（包括大氣、海洋、陸地和冰成分）以及人腦複雜模擬等項目。
