美国空军研究实验室(AFRL)于6月18日在俄亥俄州莱特-帕特森空军基地正式启用了一台名为“Flyer”的新型超级计算机,项目耗资2000万美元。该计算机的核心任务是通过强大的模拟仿真能力,加速美国在高超音速武器领域的研发进程,以追赶已在该领域取得显著优势的中国和俄罗斯。
这台超级计算机的硬件配置极为强大。据行业媒体报道,Flyer拥有约18.6万个处理核心、800TB内存和18PB的存储空间。其计算节点基于近17万个AMD EPYC“Genoa”处理器核心构建,并配备了64块Nvidia H100和16块Nvidia L40图形处理芯片,总算力达到约14千万亿次/秒。实验室的计算主管形容,这台机器一天能解决的问题,一台普通笔记本电脑需要花费约500年才能完成。
美国在高超音速武器领域的紧迫感源于其当前的落后地位。尽管进行了多年投资,美军至今尚未正式列装任何一款高超音速武器。相比之下,在国会听证会上,美国国家航空航天情报中心的分析师指出,中国已拥有世界领先的高超音速武器库,而俄罗斯已部署了三款高超音速武器系统,其中两款已在乌克兰的冲突中投入实战。
研发滞后的一个核心瓶颈在于测试能力的严重不足。高超音速飞行器以超过5倍音速飞行,此时空气会被加热至数千度并表现出难以预测的特性。能够在地面复现这种极端环境的特种风洞和激波设备在全球范围内都屈指可数,且预约排队时间漫长。实弹飞行测试则更加昂贵、复杂且充满风险,一次失败就可能导致项目延误数月。国防官员将有限的测试能力描述为美国高超音速发展的主要制约因素之一。
Flyer超算的启用提供了一条绕过物理测试瓶颈的路径。工程师可以在数字环境中对飞行器在极端速度下的行为、表面热量的积聚以及机动方式进行成千上万次模拟,从而在制造或试飞任何实物之前优化设计。AFRL强调,仿真模拟旨在增强而非取代物理测试,其作用是筛选出最值得进行昂贵实弹飞行的设计方案。除了高超音速项目,该计算机的算力还将服务于下一代飞机的计算流体力学研究,以及训练用于自主系统的人工智能模型。
Flyer是国防部高性能计算现代化计划的一部分,与一台名为“Raven”的保密姊妹机同期采购。值得注意的是,它投入使用的同一周,中国重新夺回了全球最快超级计算机的称号,这提醒着人们,围绕计算能力的竞赛远不止于代顿市的一个实验室。在启用仪式上,官员们将此举与莱特兄弟在一个多世纪前通过自制风洞和系统实验计算升力、阻力和推力的开创性工作相提并论,称Flyer延续了在将设计投入空中之前通过计算进行优化的传统。