美国能源部在2014年前后制定了百亿亿次计算发展路线图，能源部科学办公室的专家在此基础上指出，不可能再依靠伸缩和修改已有方案来解决百亿亿次计算时代的数据挑战，而届时将面临的四项重要的科学数据挑战包括：

（1）计算科学的工作流必须推动百亿亿次计算架构的根本性转变。

（2）告别传统的科学工作流——仿真、实验，保存数据以供后续分析。

（3）I/O瓶颈愈发严峻，数据移动的能源成本不断增加，使得不可能将所有数据都保存下来。

（4）现场数据分析（in situ data analysis）——当仿真还在进行时就能开展的数据分析。