Stephen Nellis

路透新墨西哥州阿爾伯克基5月18日 - 在新墨西哥州高海拔沙漠地帶的柯特蘭空軍基地一棟不起眼的建築內，液冷超級計算機正咕嚕作響、嗡嗡作響地運轉，致力於解決美國政府亟待攻克的複雜數學難題：模擬高超音速核武器如何穿透地球大氣層，或是當一個核彈頭在另一個附近引爆時會發生什麼。

十多年來，承擔這項機密且高要求工作的芯片一直來自英偉達（Nvidia， NVDA.O）或超微半導體（AMD， AMD.O）等主流半導體公司。

但隨着這些公司日益將芯片設計重心轉向人工智能領域，且面臨供應短缺，桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）的系統負責人們越來越不確定如何為像他們這樣的高精度科學工作找到計算能力。該實驗室負責運營柯特蘭基地的機器，也是美國負責開發和維護國家核武庫的三個實驗室之一。

「我們目前面臨的壓力既來自計算領域，也來自供應鏈，」桑迪亞高性能計算團隊負責人史蒂夫·蒙克（Steve Monk）在解釋獲取符合其需求的芯片所面臨的挑戰時表示。「展望未來，就我們能否完成任務而言，這確實令人有些壓力。」

芯片市場的新晉者

該實驗室的困境表明，對更優質AI芯片的競逐正產生意想不到的後果：曾經由大型企業主導的市場正向NextSilicon等小型企業敞開大門。NextSilicon是一家以色列初創公司，其芯片目前正通過桑迪亞實驗室的一個項目進行測試。 這也凸顯了桑迪亞在培育和塑造新型計算技術方面所發揮的作用——該實驗室曾與英偉達開展廣泛合作，助力其崛起為超級計算領域的領軍企業，目前仍在與英偉達共同研發新型內存技術。

桑迪亞官員的一大關注點是所謂的雙精度浮點運算——這一技術術語指的是能夠計算極大數和極小數，且不會因舍入誤差而損失精度。多年來，英偉達和AMD一直致力於在加速此類計算方面保持領先地位，並因此獲得了與大學及政府實驗室的超級計算合同。

但與物理問題模擬不同，人工智能工作無法從雙精度計算中獲得同等效益。芯片諮詢公司More Than Moore的首席分析師伊恩·卡特雷斯（Ian Cutress）指出，儘管AMD正在推出面向科學計算的芯片版本，但根據某些指標，英偉達即將推出的Rubin芯片在雙精度性能方面有所下降，這令高性能計算行業的許多科學家感到擔憂。

英偉達超級計算產品高級總監丹尼爾·恩斯特表示，公司仍致力於科學計算，旨在打造一款既能運行實際科學應用又能處理AI任務的平衡型芯片。

但芯片市場的變化促使桑迪亞國家實驗室的官員開始測試NextSilicon等新晉廠商的產品，其芯片採用的計算方法與英偉達和AMD的圖形處理單元（GPUs）或中央處理單元（CPUs）截然不同。

核安全工作

周一，桑迪亞、NextSilicon以及協助將NextSilicon芯片集成到超級計算機中的Penguin Solutions公司表示，該系統已通過一系列通用超級計算測試，達成關鍵技術里程碑，這使得這些芯片有望應用於政府系統。

這為NextSilicon的芯片鋪平了道路，今年秋季將決定是否開始用更嚴苛的計算問題對芯片進行測試，這些計算問題與它們最終需要處理的核安全工作非常相似。

NextSilicon的芯片能夠進行雙精度計算，並且設計上支持實時 重編程以 提升運行效率。該芯片採用所謂的數據流架構，通過減少數據在計算系統內存之間來回傳輸的時間和能耗，從而實現節能。

桑迪亞與芯片公司的合作往往有助於推動技術普及。十多年前，當桑迪亞開始敦促英特爾、AMD和英偉達研發芯片液冷系統時，這還是一種新奇的想法，而如今該技術已十分普遍。

桑迪亞國家實驗室負責監督新計算架構測試項目的資深科學家詹姆斯·拉羅斯表示，與NextSilicon等小型企業合作，旨在確保即使大型芯片公司調整業務重心，桑迪亞也能始終採購到所需的芯片。

「我們必須保留可行的選擇來完成我們的使命，因為這項使命是不可或缺的，」拉羅斯說道。

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