2015年7月29日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬簽發(fā)行政令,正式啟動(dòng)美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略性計(jì)算計(jì)劃(NationalStrategic Computing Initiative,NSCI),旨在使高性能計(jì)算(HPC)研發(fā)與部署最大程度地造福于經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
行政令指出,過去六十年來,持續(xù)進(jìn)行的新型計(jì)算系統(tǒng)研發(fā)和部署使美國(guó)的計(jì)算能力一直領(lǐng)先于世界。為了在未來數(shù)十年維持與擴(kuò)大這種優(yōu)勢(shì),使HPC利益最大化,滿足日益增長(zhǎng)的計(jì)算能力需求、應(yīng)對(duì)新興計(jì)算挑戰(zhàn)與機(jī)遇、贏得與他國(guó)的競(jìng)爭(zhēng),需要國(guó)家層面做出卓有成效的響應(yīng),針對(duì)HPC研發(fā)與部署創(chuàng)建一個(gè)協(xié)調(diào)性聯(lián)邦戰(zhàn)略。因此,該行政令啟動(dòng)了覆蓋美國(guó)整個(gè)政府的NSCI,將制定統(tǒng)一的、多部門參與的戰(zhàn)略愿景和聯(lián)邦投資戰(zhàn)略,并與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界通力合作,實(shí)現(xiàn)HPC利益最大化。
1.指導(dǎo)原則與目標(biāo)
(1)指導(dǎo)原則
NSCI旨在維持并提升美國(guó)在HPC研發(fā)與部署方面的科技與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)導(dǎo)力,需遵循四項(xiàng)指導(dǎo)原則:
①必須廣泛部署和應(yīng)用新興HPC技術(shù),以在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)和科學(xué)發(fā)現(xiàn)方面保持領(lǐng)先;
、诒仨毻苿(dòng)公私合作,借助政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界各自的優(yōu)勢(shì),使HPC利益最大化;
、郾仨毑扇≌w政府方案,發(fā)揮所有行政部門的力量并促進(jìn)它們之間的合作;
④必須制定一項(xiàng)綜合性技術(shù)與科學(xué)方案,將針對(duì)硬件、系統(tǒng)軟件、開發(fā)工具、應(yīng)用程序的HPC研究有效融入系統(tǒng)開發(fā)中,并最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行。
。2)目標(biāo)
參與NSCI的各行政部門與機(jī)構(gòu)需致力達(dá)成五項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo):
、偌涌炜蓪(shí)際使用的百億億次計(jì)算系統(tǒng)的交付;
、诩訌(qiáng)建模與仿真技術(shù)與數(shù)據(jù)分析計(jì)算技術(shù)的融合;
、畚磥15年,為未來的HPC系統(tǒng)甚至后摩爾時(shí)代的計(jì)算系統(tǒng)研發(fā)開辟一條可行的途徑;
、軐(shí)施整體方案,綜合考慮聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工作流、向下擴(kuò)展、基礎(chǔ)算法與軟件、可訪問性、勞動(dòng)力發(fā)展等諸多因素的影響,提升可持續(xù)國(guó)家HPC生態(tài)系統(tǒng)的能力;
⑤創(chuàng)建一個(gè)可持續(xù)的公私合作關(guān)系,確保HPC研發(fā)的利益最大化,并實(shí)現(xiàn)美國(guó)政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界間的利益共享。
2.各部門與機(jī)構(gòu)的角色和職責(zé)
為了實(shí)現(xiàn)上述五項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo),行政令確立了相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu)和部署機(jī)構(gòu)。領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)開發(fā)和交付下一代集成式HPC能力,并參與針對(duì)軟硬件開發(fā)的支持,以及針對(duì)NSCI各項(xiàng)目標(biāo)的人力資源開發(fā);A(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)工作與相關(guān)的工程研發(fā),為NSCI各項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供必要支持。部署機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定基于任務(wù)的HPC需求,為新型HPC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考,同時(shí)負(fù)責(zé)就目標(biāo)需求向私營(yíng)部門和學(xué)術(shù)界征求建議。根據(jù)任務(wù)需要,這些機(jī)構(gòu)可以將其他政府組織納入到任務(wù)中。
(1)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)
NSCI共設(shè)三所領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu):能源部(DOE),國(guó)防部(DOD),國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)。DOE下屬的科學(xué)辦公室與國(guó)家核安全署將聯(lián)合開展一項(xiàng)通過百億億次計(jì)算實(shí)現(xiàn)先進(jìn)仿真的項(xiàng)目,并重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用的可持續(xù)性性能,以及有助于完成任務(wù)的分析性計(jì)算。NSF將在推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)展、打造HPC生態(tài)系統(tǒng)、人力資源開發(fā)等方面發(fā)揮核心作用。DOD將重點(diǎn)研發(fā)數(shù)據(jù)分析型計(jì)算。三所領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)將同其他基礎(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu)和部署機(jī)構(gòu)合作,實(shí)現(xiàn)NSCI各項(xiàng)目標(biāo)并為聯(lián)邦政府的各種需求提供支持。
(2)基礎(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu)
NSCI共設(shè)兩所基礎(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu):高級(jí)情報(bào)研究計(jì)劃署(IARPA)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)。IARPA將重點(diǎn)研發(fā)面向未來的計(jì)算范式,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體計(jì)算技術(shù)的替代方案。NIST將重點(diǎn)推動(dòng)測(cè)量科學(xué)的發(fā)展,為未來計(jì)算技術(shù)提供支持。兩所基礎(chǔ)研發(fā)機(jī)構(gòu)將與部署機(jī)構(gòu)開展協(xié)作,實(shí)現(xiàn)研發(fā)成果的有效轉(zhuǎn)化,為聯(lián)邦政府的各種需求提供支持。
。3)部署機(jī)構(gòu)
NSCI共設(shè)五所部署機(jī)構(gòu):國(guó)家航空航天局,聯(lián)邦調(diào)查局,國(guó)立衛(wèi)生研究院,國(guó)土安全部,國(guó)家海洋與大氣管理局。這些機(jī)構(gòu)將參與新型高性能計(jì)算系統(tǒng)、軟件和應(yīng)用的早期設(shè)計(jì)及協(xié)同設(shè)計(jì)過程,以將與自身任務(wù)相關(guān)的具體需求反映到設(shè)計(jì)中,并參與相關(guān)測(cè)試、人力資源開發(fā)等工作,確保相關(guān)成果在其任務(wù)中得到有效部署。
3.執(zhí)行理事會(huì)
NSCI還設(shè)立了一個(gè)執(zhí)行理事會(huì),由科學(xué)技術(shù)政策辦公室(OSTP)主任和管理與預(yù)算辦公室(OMB)主任擔(dān)任聯(lián)合主席,以協(xié)調(diào)NSCI開展的研發(fā)和部署活動(dòng)并確保問責(zé)制的實(shí)施。OSTP主任應(yīng)在行政部門內(nèi)指定執(zhí)行理事會(huì)成員,成員應(yīng)包括來自各個(gè)機(jī)構(gòu)的代表,承擔(dān)行政令中規(guī)定的各項(xiàng)角色和職責(zé)。
執(zhí)行理事會(huì)應(yīng)與國(guó)家科學(xué)技術(shù)理事會(huì)及其下屬實(shí)體進(jìn)行協(xié)調(diào)與合作以確保整個(gè)聯(lián)邦政府的HPC行動(dòng)與NSCI計(jì)劃相一致,還應(yīng)與其他機(jī)構(gòu)的代表進(jìn)行必要的商議,并可在需要的時(shí)候建立另外的工作小組來確保問責(zé)制的實(shí)施和相關(guān)工作的協(xié)調(diào)。
執(zhí)行理事會(huì)應(yīng)定期舉行會(huì)議,評(píng)估行政令實(shí)施的進(jìn)度。行政令發(fā)布后的第一年,會(huì)議頻率不應(yīng)低于2次。此后,可根據(jù)需要變更會(huì)議頻率。若執(zhí)行理事會(huì)在例會(huì)中無法達(dá)成共識(shí),則聯(lián)合主席將負(fù)責(zé)記錄相關(guān)問題并通過OSTP和OMB牽頭的流程提供可能的解決方案。
執(zhí)行理事會(huì)將鼓勵(lì)政府機(jī)構(gòu)與私營(yíng)部門適當(dāng)開展合作。執(zhí)行理事會(huì)可通過總統(tǒng)科技事務(wù)助理向總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)尋求建議,還可根據(jù)聯(lián)邦顧問委員會(huì)法案的規(guī)定與其他私營(yíng)部門開展互動(dòng)。
最后,在實(shí)施方面,執(zhí)行理事會(huì)應(yīng)在該行政令發(fā)布后90天內(nèi)制定一項(xiàng)實(shí)施計(jì)劃,以支持和協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)的行動(dòng)。并在此后5年內(nèi),根據(jù)需要每年對(duì)實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行更新,并記錄計(jì)劃實(shí)施、與私營(yíng)部門合作以及所采取行動(dòng)的進(jìn)展。5年后,由聯(lián)合主席酌情決定是否更新實(shí)施計(jì)劃。聯(lián)合主席應(yīng)在行政令發(fā)布后5年內(nèi),每年向總統(tǒng)匯報(bào)NSCI的現(xiàn)狀,并在5年之后酌情決定是否繼續(xù)匯報(bào)。