Trung Quốc giành lại ngôi vị siêu máy tính mạnh nhất thế giới sau gần một thập kỷ

Ảnh: Trung tâm Siêu máy tính quốc gia Thâm Quyến

Lần đầu tiên sau gần 10 năm, Trung Quốc đã trở lại vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực siêu máy tính khi hệ thống LineShine chính thức được công nhận là siêu máy tính nhanh nhất thế giới. Thành tích này không chỉ mang ý nghĩa về mặt công nghệ mà còn phản ánh sự cạnh tranh ngày càng quyết liệt giữa Bắc Kinh và Washington trong cuộc đua giành ưu thế về sức mạnh tính toán.

Theo kết quả công bố từ bảng xếp hạng TOP500, LineShine đạt hiệu suất 2,198 exaflops, tương đương gần 2,2 tỷ tỷ phép tính mỗi giây. Con số này giúp hệ thống vượt qua El Capitan của Mỹ, siêu máy tính từng giữ vị trí số một thế giới với hiệu suất 1,809 exaflops.

Đáng chú ý, LineShine trở thành hệ thống đầu tiên trên thế giới vượt ngưỡng 2 exaflops mà không phụ thuộc vào bộ xử lý đồ họa (GPU). Thay vào đó, toàn bộ sức mạnh tính toán được xây dựng dựa trên kiến trúc CPU kết hợp các bộ tăng tốc chuyên dụng được tích hợp trực tiếp trên chip.

Trong nhiều năm qua, GPU được xem là nền tảng cốt lõi của các siêu máy tính hiện đại nhờ khả năng xử lý song song khối lượng dữ liệu khổng lồ, đặc biệt trong các tác vụ trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên, nhóm phát triển LineShine đã lựa chọn hướng đi khác khi tập trung tối ưu kiến trúc CPU để đạt hiệu suất cực cao.

Theo ông Jack Dongarra, đồng sáng lập bảng xếp hạng TOP500, đây là một trong những hệ thống đáng chú ý nhất từng xuất hiện trong những năm gần đây.

Ông nhận định việc xây dựng siêu máy tính hiệu năng cao mà không cần phụ thuộc vào GPU có thể mở ra hướng tiếp cận mới trong việc kết hợp giữa các tác vụ khoa học truyền thống và ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

Khác với các hệ thống phổ biến hiện nay vốn phân chia rõ nhiệm vụ giữa CPU và GPU, LineShine tích hợp các bộ tăng tốc xử lý ma trận và vectơ trực tiếp bên trong chip. Nhờ đó, hệ thống có thể thực hiện những khối lượng tính toán lớn mà không cần đến GPU độc lập.

Toàn bộ siêu máy tính được cấu thành từ gần 14 triệu lõi xử lý, lắp đặt trong khoảng 90 tủ phần cứng. Các bộ xử lý sử dụng thiết kế dựa trên kiến trúc Arm, nền tảng vốn nổi tiếng trên thị trường thiết bị di động nhưng đang ngày càng được ứng dụng trong các trung tâm dữ liệu quy mô lớn.

Sự xuất hiện của LineShine diễn ra trong bối cảnh Mỹ và Trung Quốc đang cạnh tranh gay gắt trong các lĩnh vực công nghệ chiến lược như bán dẫn, trí tuệ nhân tạo và điện toán hiệu năng cao.

Trong những năm gần đây, Washington liên tục áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu nhằm hạn chế khả năng tiếp cận chip tiên tiến và thiết bị sản xuất bán dẫn của Trung Quốc. Tuy nhiên, thành công của LineShine cho thấy các doanh nghiệp và tổ chức nghiên cứu Trung Quốc đang tìm kiếm những hướng phát triển thay thế để giảm phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài.

Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia Thâm Quyến đánh giá thành tựu này là minh chứng cho khả năng xây dựng hệ sinh thái phần cứng và phần mềm độc lập của Trung Quốc trong bối cảnh phải đối mặt với nhiều rào cản công nghệ từ bên ngoài.

Nhiều chuyên gia cũng cho rằng việc Trung Quốc đạt vị trí số một thế giới bằng kiến trúc không phụ thuộc GPU có thể đặt ra những câu hỏi mới về hiệu quả của các biện pháp kiểm soát công nghệ hiện hành.

Ông Jimmy Goodrich, chuyên gia thuộc Đại học California, nhận định thành công của LineShine cho thấy một khoảng trống trong các chính sách kiểm soát xuất khẩu hiện nay khi phần lớn sự chú ý đang tập trung vào GPU và chip AI chuyên dụng.

Dù vậy, ông cũng lưu ý rằng các siêu máy tính chuyên phục vụ AI quy mô cực lớn của Mỹ vẫn đang sở hữu lợi thế đáng kể trong các ứng dụng thương mại và huấn luyện mô hình ngôn ngữ lớn.

Đây không phải lần đầu tiên Trung Quốc thống trị bảng xếp hạng TOP500. Trước đó, siêu máy tính Sunway TaihuLight từng giữ vị trí số một vào các năm 2016 và 2017 trước khi bị hệ thống Summit của Mỹ vượt qua.

Sau nhiều năm vắng bóng ở vị trí dẫn đầu, sự trở lại của Trung Quốc cho thấy quốc gia này vẫn duy trì được năng lực nghiên cứu mạnh mẽ trong lĩnh vực điện toán hiệu năng cao.

Theo các nhà phát triển, LineShine hiện đang được ứng dụng trong nhiều dự án khoa học quy mô lớn. Trong đó có các mô hình mô phỏng toàn diện Trái Đất bao gồm khí quyển, đại dương, băng cực và hệ sinh thái trên đất liền nhằm phục vụ nghiên cứu biến đổi khí hậu.

Bên cạnh đó, hệ thống cũng tham gia các dự án mô phỏng cấu trúc và hoạt động của não người, lĩnh vực đòi hỏi năng lực xử lý dữ liệu khổng lồ và độ chính xác rất cao.

Việc LineShine vươn lên dẫn đầu bảng xếp hạng TOP500 không chỉ là thành tích về mặt hiệu năng mà còn cho thấy những thay đổi đáng kể trong cách các quốc gia tiếp cận công nghệ siêu máy tính. Trong bối cảnh cuộc đua AI và bán dẫn ngày càng quyết liệt, sức mạnh tính toán tiếp tục được xem là một trong những yếu tố quyết định năng lực cạnh tranh công nghệ của mỗi quốc gia trong tương lai./.