Mỹ ra mắt siêu máy tính nhanh nhất thế giới để bảo vệ kho dự trữ hạt nhân

Siêu máy tính trị giá 600 triệu USD, mang tên “El Capitan,” được phát triển với mục đích thực hiện các nhiệm vụ tuyệt mật, bao gồm mô phỏng chi tiết các thử nghiệm hạt nhân.

Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế các cuộc thử nghiệm vũ khí hạt nhân dưới lòng đất, vốn đã bị cấm từ năm 1992 theo Hiệp ước Cấm thử hạt nhân toàn diện.

Bằng cách tái tạo các điều kiện vật lý phức tạp thông qua mô phỏng, “El Capitan” không chỉ đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của kho vũ khí hạt nhân mà còn giảm thiểu các tác động môi trường và rủi ro liên quan đến thử nghiệm thực tế.

Tuy nhiên, để đảm bảo an ninh quốc gia, kho vũ khí hạt nhân của Mỹ vẫn phải được kiểm tra và đánh giá định kỳ nhằm xác nhận rằng tất cả các đầu đạn hạt nhân vẫn hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Do lệnh cấm thử nghiệm hạt nhân thực tế được ban hành từ năm 1992, việc kiểm tra này hiện chỉ có thể được thực hiện thông qua các mô phỏng phức tạp.

Nhờ sự hỗ trợ của siêu máy tính tiên tiến như “El Capitan,” các nhà khoa học và kỹ sư giờ đây có thể tái tạo các điều kiện thực tế một cách chính xác, giúp phân tích hiệu suất của vũ khí mà không cần tiến hành thử nghiệm vật lý trực tiếp, từ đó duy trì an toàn và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.

Việc xây dựng siêu máy tính “El Capitan” bắt đầu vào tháng 5 năm 2023, và nó chính thức đi vào hoạt động vào tháng 11 năm 2024. Hiện tại, “El Capitan” được ghi nhận là siêu máy tính nhanh nhất thế giới với khả năng xử lý 1,742 exaFLOPS, tương đương 1,742 quintillion phép tính mỗi giây (một số khổng lồ với 18 chữ số 0). Đặc biệt, hệ thống này có thể đạt hiệu suất tối đa lên tới 2,746 exaFLOPS, vượt xa bất kỳ siêu máy tính nào từng được phát triển trước đó.

Siêu máy tính “El Capitan” được vận hành nhờ hơn 11 triệu bộ vi xử lý và đồ họa, tất cả được tích hợp trong 44.544 đơn vị xử lý tăng tốc AMD MI300A. Mỗi đơn vị này là một con chip tiên tiến, kết hợp giữa CPU AMD EPYC Genoa, card đồ họa AMD CDNA3 và bộ nhớ tích hợp, tạo nên một hệ thống mạnh mẽ và đồng nhất.

Mỗi đơn vị xử lý AMD MI300A được trang bị 128 GB bộ nhớ băng thông cao (HBM). Đây là loại bộ nhớ máy tính đặc biệt được thiết kế để đạt hiệu suất vượt trội với tốc độ truyền dữ liệu rất cao, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các loại bộ nhớ truyền thống.

Điều đặc biệt là bộ nhớ HBM này được chia sẻ linh hoạt giữa các chiplet CPU và GPU trong cùng một đơn vị xử lý, giúp tối ưu hóa khả năng tính toán và giảm độ trễ trong xử lý dữ liệu.

Hệ thống kiến trúc này không chỉ tăng cường hiệu suất xử lý mà còn giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, cho phép “El Capitan” thực hiện các tác vụ phức tạp và tính toán với tốc độ siêu nhanh, đồng thời duy trì tính bền vững và hiệu quả cao.

Để dễ hình dung, những chiếc máy tính xách tay tiên tiến nhất dành cho việc viết mã và lập trình thường chỉ đạt hiệu suất khoảng vài trăm gigaFLOPS (tương đương một tỷ phép tính mỗi giây), thấp hơn hàng triệu lần so với sức mạnh của “El Capitan”.

Đây là siêu máy tính thứ 3 trên thế giới đạt đến tốc độ tính toán exascale. Trước đó, siêu máy tính exascale đầu tiên là “Frontier”, được lắp đặt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ở bang Illinois. “Frontier” có khả năng xử lý 1,353 exaFLOPS và đạt hiệu suất tối đa 2,056 exaFLOPS.

“El Capitan” được thiết kế để thay thế “Sierra,” một siêu máy tính đã phục vụ từ năm 2018. Dù không còn là công nghệ mới nhất, theo bảng xếp hạng Top500, “Sierra” vẫn nằm trong danh sách 14 siêu máy tính mạnh nhất thế giới, chứng tỏ hiệu suất đáng kể của nó qua nhiều năm hoạt động.