前 言
随着人工智能、大数据与多域作战理念的加速融合,算力已逐渐演变为美军智能化作战体系中的基础能力与关键要素。美军已将算力从传统后台资源升级为多域作战的基础能力,依托高性能计算、云计算、边缘节点和专用芯片构建覆盖陆、海、空、天、网的算力体系,为联合作战与快速决策提供核心支撑。
算力在美军现代化军事体系中,已经不再是后台支撑资源,而是作战体系的基础能力。其功能从传统的信息处理和决策辅助,延伸至参与战场实时决策与指挥控制,成为影响作战节奏和决策速度的核心要素。美军逐步认识到,单纯依靠传感器数量和平台性能已难以形成决定性优势。取而代之的是对数据处理速度、智能分析能力和跨域协同效率的高度依赖。
一、战略级算力中枢
高性能计算系统构成美军算力体系的战略级中枢,承担超大规模仿真、武器研发及AI模型训练等关键任务。
在战略层面,由美国国防部主导的联合作战云能力(JWCC)整合多家商业云服务商,为美军提供跨地域、跨军种、跨安全等级的云计算与数据处理能力。通过该项目,美军将大量情报处理、作战规划、模型推演和算法训练任务集中到国防云环境中完成,从而显著提升数据处理效率和系统弹性。
此外,美国依托能源部国家实验室体系,构建全球领先的超级计算能力。例如,橡树岭国家实验室部署的“Frontier”超级计算机算力达到百亿亿次浮点运算,广泛用于核武器可靠性验证、先进常规武器设计和复杂战场环境模拟。
近年来,美国能源部联合AMD、HPE等企业,推进新一代超算(Lux AI与Discovery等),提升算力性能与能效水平。这些计算中心承担大规模模型训练和复杂计算任务,为作战前沿提供优化模型和算法支持。其中,Lux AI超级计算机,采用AMD Instinct™ MI355X GPU、AMD EPYC™ CPU和 AMD Pensando™先进网络技术,将于2026年部署,成为美国首个AI工厂超级计算机;Discovery的核心是代号为“威尼斯”的下一代AMD EPYC CPU和AMD Instinct™ MI430X GPU(专为自主人工智能和计算而设计的全新MI400系列),预计于2028年投入使用。
二、算力整合路径
美军通过国防云战略,将算力能力网络化,以支持多域作战和数据流动。这一布局强调工程化路径,将云计算能力与指挥控制系统深度融合,为联合作战提供统一算力平台。核心逻辑包括:
国防云(JWCC):提供集中、高安全性的计算环境,处理非实时或非敏感任务;
多供应商策略:避免云服务依赖单一供应商,增强体系韧性;
任务端延伸:云服务与算力下沉至战区边缘节点,实现任务数据快速流转。
联合全域指挥与控制(JADC2)则是是美军将算力、网络和指挥控制系统深度融合的核心架构,依托算力与数据实现“感知—分析—决策—行动”闭环的体系设计。在该架构下,来自陆、海、空、天、电、网络域的数据被实时收集、处理和分发。
美国国防部已向AWS、Google、Microsoft和Oracle等公司授予JWCC云服务合同,旨在提供覆盖所有安全等级的云计算与协同能力,为JADC2提供底层云服务基础。
三、边缘计算与前沿作战节点
边缘计算是算力向战场前沿延伸的关键环节。战场环境中的信息大多遵循一定的“信息链”:来自现场的数据由传感器收集,在地面站捕获,传送到运营中心标记进行分析,然后根据优先响应等级最终返回给作战人员,作战人员随即做出决策。边缘计算通过实现去中心化决策从而来缩短该流程,加快从数据到决策的速度。通过在自己的设备上访问数据,士兵可以快速评估面前的威胁,并确定谁是目标,谁是共同战斗人员。从整合作战人员的关键情报,到在现场提供操作和预测性机械信息,再到协调部队和急救人员的战术,分散式数据处理是执行现代任务的未来。
美军在作战前沿部署边缘节点,完成目标识别、态势融合和自主控制等低时延任务,有以下优势:
低时延:减少数据传输对决策速度的影响;
生存性:在通信中断或电磁干扰环境下保持基本作战能力;
灵活性:节点可部署于战斗平台、无人系统或临时指挥点。
在实际应用中,边缘计算与云计算的协同被认为是解决通信延迟和作战前沿生存性问题的一种方式,使算力能在战场环境中维持基本运算与态势判断。这种“云端集中训练+前沿快速响应”的模式,实现了算力在战场边缘的直接应用。
四、算力在各军种作战体系的应用
美国空军先进作战管理项目(ABMS)是其落实JADC2架构的核心项目。ABMS通过整合预警机、战斗机、无人机、天基传感器等多源信息,依托云计算和算法模型,实现对战场态势的快速融合与推送。ABMS的运行高度依赖后台算力支撑:一方面,传感器数据需要在极短时间内完成融合、筛选和威胁评估;另一方面,系统还需要调用算法模型为指挥官提供决策建议。
支撑美国空军先进作战管理系统的数字基础设施
美国陆军通过“融合计划”(Project Convergence)验证算力在多域作战中的实际效能。该项目以系列实兵演练和技术实验为核心,重点测试传感器数据在不同军种、不同作战单元之间的快速共享能力。在“融合计划”框架下,美国陆军大量引入边缘计算节点和自动化处理系统,使部分数据在前线即可完成初步分析,再将结果回传至更高层级的算力平台,这种模式显著缩短了杀伤链。
美国海军“超越计划”(Project Overmatch)承担着为分布式海上作战提供算力与网络支撑的任务。通过“超越计划”等项目,美国海军旨在将水面舰艇、潜艇、无人水面/水下平台和航空兵力纳入统一的信息与算力网络,从而打造一支数据驱动的部队。由于海上作战环境复杂、通信受限,“超越计划”特别强调舰载算力和边缘计算能力,使舰艇在通信受阻情况下仍能进行本地数据处理和协同决策。
小结
美军算力体系建设与发展情况表明,算力的高效部署不仅取决于硬件性能,更依赖体系设计、网络互操作性和工程化落地能力。未来战争中,算力能否被高效、可靠、低延迟地调度到前沿,将直接影响决策速度、作战节奏和多域协同能力。
主要参考资料
[1]Air Force Laying Foundations for Its Version of JADC2
[2]Department Names Vendors to Provide Joint Warfighting Cloud Capability
[3]AMD Powers U.S. Sovereign AI Factory Supercomputers, Accelerating an Open American AI Stack
报告订购
010-57325806
1.美国军事算力基础设施建设与发展调研报告
2.国外太空算力产业发展调研报告
3.美军云计算技术研究与发展调研报告
4.美军战术边缘作战能力建设与发展调研报告
5.美国军事大数据建设与应用调研报告
6.美国大模型技术发展及军事应用调研报告
7.国外军队网络信息体系建设与发展调研报告
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