Siêu máy tính - cuộc đua gay cấn giữa Mỹ và Trung Quốc

Danh sách công bố hôm thứ hai (25/6) cho thấy chính phủ Trung Quốc và các công ty nước này đang sở hữu 206 trong số 500 siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Trong khi đó, đối tác Mỹ chỉ sở hữu 124 siêu máy tính trong top 500.

Trong nhiều năm qua, Mỹ luôn giữ vị trí quán quân trong lĩnh vực siêu máy tính. Cách đây hai năm, ngôi vị này phải nhường cho Trung Quốc. Từ mùa thu năm ngoái, Trung Quốc tăng tốc độ bứt phá khiến Mỹ càng tụt lại phía sau.

Top 5 siêu máy tính mạnh nhất thế giới (cập nhật tháng 6/2018). Nguồn: TOP 500.

Thước đo sức mạnh công nghệ quốc gia

Siêu máy tính được xem là thước đo sức mạnh công nghệ quốc gia mặc dù chưa chắc sức mạnh của chúng đã được vận dụng hết. Siêu máy tính giúp giải quyết các bài toán phức tạp trong lĩnh vực y tế, vật liệu mới và công nghệ năng lượng.

Việc Trung Quốc bất ngờ vượt trội về năng lực siêu máy tính khiến Mỹ lo âu. Người Mỹ lo ngại Trung Quốc sẽ sử dụng sức mạnh siêu máy tính để giành ưu thế kinh tế và địa chính trị.

Ủy ban Đánh giá An ninh và Kinh tế Mỹ - Trung Quốc (USCESRC) năm ngoái nhận định rằng siêu máy tính được xem như một phần chiến lược tham vọng nhằm giành vị thế vượt trội về công nghệ cao của chính phủ Trung Quốc.

Trung Quốc bắt đầu quan tâm tới siêu máy tính cách đây một thập kỷ. Ban đầu, nước này nhập công nghệ nước ngoài rồi sau đó tự mình phát triển.

Chương trình điện toán hiệu suất cao chính là tiền đề cho nỗ lực phát triển trị giá hàng tỷ USD cho trí tuệ nhân tạo và điện toán lượng tử của Trung Quốc. Đây được xem là mặt trận công nghệ tiếp theo mà Trung Quốc xác định đạt được hay đánh mất vị thế kinh tế.

Siêu máy tính Summit có khả năng thực hiện 200 nghìn tỷ phép tính/giây, có kích thước lớn gấp hai lần sân tennis.

Công nghệ siêu máy tính từng là chủ đề gây tranh cãi trong quan hệ thương mại Mỹ - Trung. Năm 2015, Washington từ chối không cho Intel bán vi xử lý cho bốn phòng thí nghiệm siêu máy tính của Trung Quốc với lý do những trung tâm này nghiên cứu công nghệ quân sự.

Giới phân tích cho rằng lệnh cấm trên thực tế nhằm ngăn không cho Trung Quốc vượt Mỹ về năng lực siêu máy tính.

“Người Trung Quốc nhận ra rằng họ không thể dựa vào Mỹ, thay vào đó phải tự mình phát triển năng lực siêu máy tính”, nhận xét của Jack Dongarra, chuyên gia siêu máy tính tại Đại học Tennessee, đồng tác giả danh sách Top 500 siêu máy tính mạnh nhất thế giới.

Doanh nghiệp tham gia cuộc đua

Phần lớn siêu máy tính của Mỹ phục vụ cho các phòng thí nghiệm quốc gia và các dự án của chính phủ như giả lập vụ nổ hạt nhân và lập mô hình thời tiết. Tuy nhiên, hiện tại, hơn một nửa trong top 500 siêu máy tính thuộc về doanh nghiệp.

Thị trường siêu máy tính toàn cầu được kỳ vọng tăng gấp đôi từ năm 2017 tới 2022, đạt giá trị hơn 9,5 tỷ USD, theo dự báo của Hyperion Research. Công ty nghiên cứu này coi một cỗ máy là siêu máy tính khi giá trị của chúng vượt trên con số 500.000 USD.

Sierra, siêu máy tính của Mỹ mạnh thứ ba thế giới.

Trung Quốc có ba công ty nằm trong top 5 hãng sản xuất 500 siêu máy tính nhanh nhất, trong đó có Lenovo, Inspur và Sugon. Hai công ty của Mỹ trong danh sách này là Hewlett-Packard Enterprise và Cray.

Danh sách mới nhất công bố tháng 6 xác nhận vị trí quán quân top 500 siêu máy tính mạnh nhất thuộc về Mỹ. Bộ Năng lượng Mỹ vừa ra mắt siêu máy tính mới Summit có tốc độ xử lý cao gấp đôi siêu máy tính Sunway TaihuLight (Trung Quốc) từng đứng ở vị trí số 1 trước đó.

Summit là thành quả hợp tác giữa IBM và hãng sản xuất chip đồ họa Nvidia đặt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ở bang Tennessee, Mỹ.

Siêu máy tính Trung Quốc đang tiến quá nhanh

Nhận xét về nỗ lực phát triển siêu máy tính của chính phủ Trung Quốc, nhà nghiên cứu siêu máy tính hàng đầu nước này, Depei Qian, cho rằng kết quả đạt được trong thập kỷ qua đã vượt mong đợi.

Sunway TaihuLight sử dụng toàn bộ vi xử lý do Trung Quốc sản xuất. “Đó từng là điểm yếu nhưng bây giờ không còn nữa”, nhận xét của Depei Qian, chuyên gia khoa học máy tính tại Đại học Trung Sơn và Đại học Beihang (Trung Quốc) về định hướng phát triển siêu máy tính của nước này.

Sunway TaihuLight được giới thiệu tại Wuxi, Trung Quốc tháng 12 năm ngoái, khi đó vẫn là siêu máy tính nhanh nhất thế giới.

Mặc dù đạt nhiều thành tựu ấn tượng, Trung Quốc vẫn thụt lùi trong một số lĩnh vực công nghệ phần cứng nhất định, và đặc biệt yếu về phần mềm, Depei Qian nhận định. “Phần mềm là vấn đề gai góc với chúng tôi. Việc này cần nhiều thời gian”.

Phần mềm là thử thách thực sự với kỹ sư phát triển siêu máy tính. Siêu máy tính ngày càng được lập trình để xử lý khối lượng lớn dữ liệu với sự trợ giúp của phần mềm AI. Do vậy, tốc độ xử lý dữ liệu trong ứng dụng phần mềm quan trọng hơn tốc độ tính toán thô, và đây được coi là yếu điểm cố hữu của siêu máy tính.

Danh sách top 500 chỉ dựa trên tốc độ xử lý toán học của siêu máy tính. Chỉ số benchmark quan trọng về tốc độ xử lý dữ liệu trong ứng dụng ít được nhắc tới. Về mặt này, Summit đứng số 1 trong khi Sunway xếp vị trí số 6.

Tuy nhiên, Trung Quốc đang tiến rất nhanh trong lĩnh vực phần mềm. “Các trung tâm đầu ngành tại Trung Quốc phát triển chẳng kém gì đối tác của họ tại Mỹ”, nhận định của Rick Stevens, giám đốc Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne ở bang Illinois, Mỹ.

"Chính sách tổng thể của Trung Quốc là nhằm giành vị trí lớn hơn trong lĩnh vực công nghệ về lâu về dài, và siêu máy tính chỉ là một phần trong chiến lược đó”, Rick Stevens nhận xét.

Gia Nguyễn