能源部周一披露了在建的一臺世上最貴計算機之一的細節：這臺耗資5億美元、基于英特爾(Intel)和克雷(Cray)兩家公司技術的機器，可能在美國和中國之間的重大科技競賽中起到關鍵作用。

這臺超級計算機名為“極光”(Aurora)，是對2015年首次公布的一個研發項目進行重新裝配，預計將于2021年交付給芝加哥附近的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)。實驗室官員預測，它將成為首臺達到“百億億次”級別（下稱E級）的美國計算機，每秒運算速度超過百億億次。

它的速度大約是迄今為止最強大系統速度的7倍，比2008年開始推出的首批“千萬億次”系統快1000倍。支持者希望這些新機器將能顯著提高研究人員的現象模擬精度，如藥物反應、氣候變化、內燃機和太陽能板內部運轉等。

超級計算機在武器設計和代碼破解等任務中發揮著主要作用，長期以來一直是國家科技競爭力的代名詞。美國幾十年來一直在該領域領先，但中國已成為一個強敵。

去年，在兩年一次的計算機系統世界500強排行榜上，為田納西州橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)建造的IBM系統巔峰(Summit)奪回了第一名的位置。但中國卻在另一關鍵指標上領先：500強清單上中國占據227個系統，美國則為109個。

“極光”的設計意在利用人工智能領域的最新成果，包括近來由谷歌和Facebook一類公司推動的機器學習技術。它有可能不是首個突破新速度壁壘的系統。監測全球研發動態的田納西大學(University of Tennessee)計算機科學家杰克·唐加拉(Jack Dongarra)正在跟蹤中國定于2020年交付、達到E級性能的三個系統的計劃。

此外，唐加拉稱，繼“極光”之后，能源部預計還將在橡樹嶺國家實驗室和舊金山附近的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)推出E級系統。

在運行標準性能測試之前，超級計算機的速度通常并不會引起太多討論。但轉為E級所牽扯的利害關系和極其昂貴的價簽還是引來了巨大關注。周一參加“極光”討論活動時，能源部長里克·佩里(Rick Perry)公布了去年一項耗資18億美元建造兩到三個E級系統的計劃。

造價遠超“巔峰”的2億美元的“極光”，代表著政府與英特爾簽署的一份創紀錄合同，也是對公司在超級計算機領域持續領導力的檢驗。這家硅谷巨頭備受歡迎的處理器——幾乎所有個人電腦和服務系統的計算引擎——為大多數這類機器提供動力。但額外的加速器芯片被認為對于達到最快速度必不可少，通過將本用于電子游戲的芯片改為用于超級計算機，它的競爭對手英偉達(Nvidia)已經建起了一個相當龐大的業務。

2015年公布的“極光”版本是基于英特爾的一款加速器芯片，該芯片后來已經停產。兩年后公布了一項經過修訂的計劃，設定了更具雄心的性能目標。

周一談及的特性包括未公布的英特爾加速器芯片，英特爾標準“至強”芯片的一個版本，新型存儲與通訊技術，以及一種將芯片迭放以節省空間和能耗的設計。

據老牌超級計算機制造商克雷的首席執行官彼得·J·恩家羅(Peter J. Ungaro)稱，公司正在交付一項名為“沙士達”(Shasta)的系統設計，以及加快“極光”內部數據流動速度的技術。英特爾和克雷還在供應新的軟件，以使高級超級計算機的編程變得更簡單。

“我們想讓每個人都能獲得E級運算，”英特爾核心和可視計算集團高級副總裁拉賈·克杜里(Raja M. Koduri)說。

阿貢實驗室副主任里克·L·史蒂文斯(Rick L. Stevens)坦言，“極光”代表著在一批新技術上的賭博。

“為推進目前的技術水平，我們必須冒險，”他說。“否則，你無法到達技術的前沿地帶。”