當地時間 2025 年 10 月 27 日，美國能源部（U.S. Department of Energy, DOE）正式宣布，將與芯片巨頭超威半導體（Advanced Micro Devices , AMD) 合作，共同投入超過10 億美元的公共及私人資金，在橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory, ORNL）部署兩臺下一代 AI 超級計算機：Lux 和 Discovery。

圖 | 美國橡樹嶺國家實驗室 ( Youtube)

此次合作的主要目的，旨在突破現有的 Frontier (前沿計劃) 百億億次級系統的性能限制，推動高性能計算（High-Performance Computing, 簡稱 HPC）與 AI 進一步融合。根據不同戰略，DOE 對新型計算能力的需求被具體化為兩個不同的系統，Lux 和 Discovery 也承擔著不同的角色。

首先是 Lux AI 超級計算機集群，計劃于 2026 年初投入使用。Lux 被定位為美國首個專用于科學、能源和國家安全的 AI 工廠（AI Factory）。它的任務是快速、大規模地訓練和調優 AI 基礎模型，以應對迫在眉睫的科研需求。該系統將采用 AMD Instinct MI355X GPU、AMD EPYC CPU 以及 AMD Pensando 高級網絡技術，并由慧與公司（Hewlett Packard Enterprise, 簡稱 HPE）建造，同時甲骨文云基礎設施（Oracle Cloud Infrastructure, 簡稱 OCI）也參與了共同開發。

圖 | AMD 的 instinct 芯片（Youtube）

與 Lux 的即時性不同，Discovery 超級計算機則代表了更長期的、對未來計算架構的規劃。Discovery 預計于 2028 年交付，并在 2029 年投入用戶運營，將成為 DOE 在 ORNL 的下一代旗艦級超級計算機。該系統將基于 HPE 的 Cray Supercomputing GX5000 平臺，核心硬件將集成 AMD 下一代代號為“Venice”的 EPYC 處理器和 AMD Instinct MI430X GPU。值得注意的是，MI430X 加速器被 AMD 特別強調是針對主權 AI 和科學計算工程而設計。

在技術規格上，Discovery 的核心設計理念是提供超越現有 Frontier 系統的性能和效率，其“帶寬無處不在”（Bandwidth Everywhere）的設計將大幅提升內存和網絡帶寬，從而優化科學和 AI 應用的運行效率。這一升級不僅關乎原始計算速度，更在于推動 HPC 與 AI 更深層次的集成。ORNL 方面指出，Discovery 的計算引擎能夠以空前速度生成和分析數據，加速 AI 模型的訓練，使得科研人員可以將為 Frontier 編寫的應用無縫遷移至新系統。

此次合作的重點是這兩套超級計算機所承載的應用前景，Lux 和 Discovery 在能源、安全和醫療等領域進行 AI 驅動的能力被寄予厚望。

首先是能源領域，通過 AI 加速先進反應堆和電池等技術的部署，它們將被用于推進如核電、核聚變、電網現代化等優先事項。使其更具成本效益和安全性。例如，通過高性能計算對復雜流體動力學進行建模，可以提高核電站的運營效率和長期可靠性。

其次，在國家安全層面，盡管具體任務細節對外并不公布。但新系統的高安全架構和對主權 AI 的強調，意味著它們或許將服務于高度敏感的防御和情報任務。

在生物科學和醫學方面，新系統的應用前景尤其引人注目。橡樹嶺實驗室的研究人員表示：Discovery 的強大算力將推動 AI 驅動數字孿生（AI-driven digital twins）技術的實現，即研究人員可以創建高度逼真的計算模型，模擬人類器官、病理進程甚至個體患者的生理反應。通過在這些虛擬副本上快速測試藥物劑量或治療策略，計算科學有望顯著縮短藥物和療法從實驗室到臨床的轉化時間，為包括癌癥在內的復雜疾病提供更具針對性的解決方案。

圖 | Discovery 將實現的人體數字建模（Youtube）

但是這種基于純粹算力提升的醫療突破期望也受到了專業人士的質疑。美國衛生與公眾服務部健康先進研究項目局（ARPA-H）的精準腫瘤學項目負責人特雷·伊德克爾（Trey Ideker）博士在業內評論中指出，盡管 AI 絕對能在未來幾年對癌癥治療產生巨大影響，但“AI 無法獨自解決癌癥”。伊德克爾博士認為，該領域面臨的最大挑戰在于數據限制，而非計算能力。他強調，癌癥研究缺乏像 LLMs 那樣擁有整個互聯網規模的數據集，其數據多模態且分散（包括基因序列、組織掃描、影像等），只有醫院在能力和意愿范圍內共享。

此外，在先進材料和制造業領域，Lux 和 Discovery 或將應用于發現新的電池材料、高性能催化劑和關鍵元件，以此助力美國的工業創新發展。

1.https://ir.amd.com/news-events/press-releases/detail/1264/amd-powers-u-s-sovereign-ai-factory-supercomputers-accelerating-an-open-american-ai-stack

2.https://www.ornl.gov/news/ornl-amd-and-hpe-deliver-does-newest-ai-supercomputers-discovery-and-lux

3.https://www.reuters.com/business/energy/us-department-energy-forms-1-billion-supercomputer-ai-partnership-with-amd-2025-10-27/

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