美国能源部科学办公室计划在2016财年为百亿亿次计算研发提供2.08亿美元^[1]，这在2015财年相关预算（0.99亿美元）的基础上实现了大幅增长，表明美国希望通过加大研发投入以应对来自中国等国的激烈竞争。

其中，能源部将通过其“先进科学计算研究”（ASCR）计划投入约1.78亿美元，从五大方面研发百亿亿次计算技术，包括：（1）从硬件、软件与数学方面开展技术研发，构建百亿亿次系统；（2）利用新兴技术，协调科学计算应用和数据密集型应用的研发工作，使其能够充分利用百亿亿次计算系统的性能；（3）联合高性能计算制造商，加速百亿亿次计算技术的研发与实施；（4）采购和运行使用了新兴技术的千万亿次级别的计算系统，为利用这些新兴技术研制百亿亿次计算系统奠定基础；（5）与其他政府机构合作，确保百亿亿次计算能在其他政府部门获得应用。

此外，ASCR认为百亿亿次计算研发目前面临着许多技术挑战，需从10个方面着手应对：（1）提高芯片、供电及冷却技术的能效；（2）开发新的互联技术，提高数据移动的性能与能效；（3）集成先进的内存技术，大幅提高内存容量与带宽；（4）开发可伸缩的系统软件，实现对能耗与系统弹性的感知；（5）开发新的编程环境，以实现大规模并行性、数据局部性和系统弹性；（6）开发能处理未来数据的容量、产生速度和多样性的管理软件；（7）从百亿亿次计算的角度重新分析科学问题，并重新设计或开发算法；（8）针对基于百亿亿次计算的科学发现、设计和决策开发数学优化方法与不确定性量化方法；（9）克服系统错误、可重复性与软法验证的挑战以确保科学计算的准确性；（10）开发新的软件工程工具与环境，提高计算科学家的生产力。

ASCR还将帮助美国能源部下属的国家能源研究科学计算中心、橡树岭国家实验室和阿贡国家实验室等研究机构升级已有超算系统，未来几年这些机构的超算系统的计算性能最高将升级至200 petaflops（每秒一千万亿次浮点运算）。                                   

（唐川）