德国发布欧洲首台百亿亿次级超算JUPITER

背景

随着人工智能与高性能计算（HPC）需求的爆炸式增长，全球超级计算机的竞争已从单纯的算力比拼转向架构创新与特定领域应用的深度结合。欧洲在超算领域长期处于领先地位，但面对美国在AI算力基础设施上的快速迭代，亟需推出具备百亿亿次（Exascale）计算能力的新平台以维持科研竞争力。在此背景下，德国于利希研究中心（FZJ）牵头的项目成为欧洲超算发展的里程碑，而美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）也在同步推进新一代超算架构的部署，标志着全球超算技术正进入以英伟达（Nvidia）新一代芯片为核心的新阶段。

核心内容

德国于利希研究中心正式公布了欧洲首台百亿亿次级超级计算机 JUPITER。该系统的核心动力来源于英伟达的 Grace Hopper 超级芯片，并辅以 Quantum-X800 InfiniBand 网络架构。JUPITER 的部署旨在支撑四项关键的尖端科研任务：绘制人脑细胞级图谱、进行1公里分辨率的全球气候模拟、构建下一代无线网络 AI 系统，以及模拟通用 50 量子比特量子计算机。

与此同时，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室正在与慧与（HPE）及英伟达合作，打造三台基于新架构的新型超级计算机，分别命名为 Mission、Vision 和 Veritas。这三台超算均基于 HPE Cray Supercomputing GX5000 架构，并采用英伟达最新的 Vera Rubin 平台。该平台集成了 Vera CPU、Rubin GPU 以及 Quantiun-X800 InfiniBand 网络。具体配置上，Mission 系统包含英伟达 Vera Rubin GPU 节点及 2300 个独立的 Vera CPU；Veritas 系统则配备了约 1150 个独立的 Vera CPU。性能数据显示，在 URSA 工作负载下，Vera CPU 的性能较此前最强的 Crossroads x86 超算中的 CPU 提升了 7 倍。

从更宏观的区域布局来看，欧洲目前共有 35 台基于英伟达 AI HPC 架构的超级计算机正在建设中。这些基础设施建成后，将为超过 300 万名研究人员提供下一代计算支持，进一步巩固欧洲在基础科学研究领域的算力底座。

关键要点

• 欧洲首台 Exascale 超算落地：德国 JUPITER 是欧洲第一台达到百亿亿次计算级别的超级计算机，标志着欧洲在超算领域重新回到全球第一梯队。
• 核心硬件架构：JUPITER 采用英伟达 Grace Hopper 超级芯片与 Quantum-X800 InfiniBand 网络，强调了 CPU-GPU 一体化及高速互联在突破算力瓶颈中的关键作用。
• 四大科研使命：JUPITER 将专注于脑科学（人脑细胞图谱）、气候科学（1公里分辨率模拟）、通信网络（下一代无线网络 AI）以及量子计算模拟（50 量子比特）四大前沿领域。
• 美国新一代超算集群：洛斯阿拉莫斯国家实验室的 Mission、Vision 和 Veritas 三台超算代表了美国在 HPE Cray GX5000 架构上的最新进展，全面转向英伟达 Vera Rubin 平台。
• CPU 性能飞跃：新一代 Vera CPU 在 URSA 工作负载下性能提升显著，较上一代标杆 Crossroads x86 超算中的 CPU 提升达 7 倍，显示出异构计算中 CPU 端算力的巨大进步。
• 欧洲算力扩张规模：欧洲目前有 35 台基于英伟达 AI HPC 架构的超算在建，受益研究人员超过 300 万人，显示出欧洲对 AI 与 HPC 融合基础设施的大规模投入。

意义与影响

JUPITER 的发布不仅是德国乃至欧洲超算史上的里程碑，也反映了全球科研基础设施正在向“AI for Science”范式加速转型。通过采用 Grace Hopper 等先进异构芯片，JUPITER 能够处理传统超算难以应对的大规模并行计算与复杂 AI 模型训练任务，特别是在人脑模拟和气候预测等需要极高数据吞吐量和复杂逻辑处理的领域，将极大加速科学发现的进程。

此外，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室部署的基于 Vera Rubin 平台的超算集群，展示了英伟达在 CPU 和 GPU 协同设计上的最新成果。Vera CPU 7 倍的性能提升表明，未来的超算竞争不再仅仅依赖 GPU 的堆叠，CPU 在数据预处理、任务调度和复杂逻辑运算中的角色愈发重要。这种架构的演进将为国防模拟、能源研究等高复杂度领域提供更高效的解决方案。

最后，欧洲 35 台在建超算的规模表明，英伟达的 AI HPC 架构已成为全球主流选择。这种大规模的基础设施投入，将为学术界和工业界提供统一的计算平台，促进跨学科合作，并有望在生物医药、材料科学和人工智能等领域催生突破性的创新成果。