2008年,隨着美國的Roadrunner和Jaguar超級計算機的峯值和Linpack性能雙雙突破千萬億次大關，人類終於突破這一看似不可逾越的速度障礙，進入千萬億次計算時代。爲了取得這一歷史性的突破，美國在千萬億次應用尚不明朗的情況下，於1994年就提前記性了部署和研討，啓動了HTMT和HPCS等一系列科研計劃，瞄準着一目標開展研究，花費了近15年的時間，才實現這一目標。如今，在突破千萬億次計算之後，世界各國的目光都轉向超級計算機速度的下一個皇冠--Exascale超級計算機。
1.能耗挑戰
2.儲存挑戰
3.併發和局部性挑戰
4.可靠性挑戰
爲應對上述挑戰，美國提出了四項應對措施：
1.艾級硬件技術和體系架構的聯合開發和優化
2.艾級體系結構和編程模型的聯合開發和優化
3.艾級算法、應用、工具、和運行時的聯合開發
4.艾級形同容錯體系結構的深入研究。並將研製週期分爲三個階段：系統體系結構探索階段、技術演示階段和可拓展的原型切片階段