天河二號:國之重器 獨辟蹊徑求突破

　　從“銀河”到“天河”

　　“高性能計算機(jī)是名副其實的 國之重器 ，其研制與應(yīng)用水平不僅代表國家的科技發(fā)展水平，更是國家在創(chuàng)新創(chuàng)造和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中塑造核心競爭力的關(guān)鍵武器?！眹?63計劃高性能計算機(jī)及其核心軟件重大專項總體組組長錢德沛如是評價。

　　正因為如此，我國超級計算機(jī)的研發(fā)一開始就遭到了國外的嚴(yán)密封鎖。

　　有兩件事雖然過去很多年，卻總是被“天河人”提起——

　　改革開放前，我國由于沒有國際先進(jìn)水平的高性能計算機(jī)，勘探的石油礦藏數(shù)據(jù)和資料不得不用飛機(jī)送到國外去處理，不僅費用昂貴，而且受制于人;國內(nèi)一家單位想進(jìn)口一臺運(yùn)算速度每秒400萬次的計算機(jī)，外方居然提出：要為這臺機(jī)器建一個安全“玻璃房子”，中方人員上機(jī)操作，必須在外方監(jiān)控下進(jìn)行，不得開展合同以外的研究。

　　往事歷歷在目，始終激勵“天河人”奮勇拼搏，向世界超算的“珠穆朗瑪峰”攀登。

　　“中國要搞四個現(xiàn)代化，不能沒有巨型計算機(jī)!”1978年，鄧小平同志高瞻遠(yuǎn)矚，把研制巨型計算機(jī)的任務(wù)交給國防科技大學(xué)。國防科大的一大批科技人員，瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)巨型機(jī)技術(shù)奮力攻關(guān)，僅用5年時間就研制出我國第一臺被譽(yù)為“爭氣機(jī)”的億次巨型計算機(jī)。1983年11月，“銀河”億次巨型計算機(jī)展現(xiàn)在世人面前，實現(xiàn)了我國巨型機(jī)零的突破。此后，他們又相繼研制出“銀河”系列巨型機(jī)，將我國超級計算技術(shù)一步步推向國際前沿。

　　跨入新世紀(jì)，“天河人”吹響了攀登世界科技高峰的集結(jié)號——早日研制出我國的千萬億次超級計算機(jī)系統(tǒng)。“巨型計算機(jī)的發(fā)展規(guī)律是每10年性能提高1000倍。2000年的國際先進(jìn)水平是1萬億次，到2010年肯定會達(dá)到千萬億次級。要占領(lǐng)制高點，必須盡快開始研制千萬億次計算機(jī)?！碑?dāng)時的“天河一號”總設(shè)計師、現(xiàn)任國防科大校長楊學(xué)軍說。

　　這一步是不是跨得太大?不少人有疑問，但國家戰(zhàn)略不容等待。

　　重?fù)?dān)又壓在“天河人”的肩上。血液里流淌著“銀河精神”的“天河人”再一次迎難而上。回憶起當(dāng)時的情景，職業(yè)生涯與中國超級計算機(jī)發(fā)展史幾乎“同齡”，曾參與我國銀河—Ⅱ、銀河—Ⅲ研制的劉光明感慨地說，“確實非常不容易?！?/p>

　　每一項技術(shù)的背后，都是超常的付出：僅僅為了將網(wǎng)絡(luò)互連軟件的性能參數(shù)調(diào)整到適應(yīng)硬件的最佳狀態(tài)，在3個月里，“天河人”進(jìn)行了上億次測試實驗。他們幾乎是每天工作十幾個小時，全年僅春節(jié)期間休息3天。而對這一切，作為“天河二號”主機(jī)系統(tǒng)主任設(shè)計師的蔣句平認(rèn)為再平常不過。當(dāng)記者請他講講過去攻堅克難的故事，蔣句平卻一時語塞，想不起來?！皟|萬星辰匯銀河，世人難知有幾多。神機(jī)妙算巧安排，笑向繁星任高歌?！币苍S只有凌晨三四點還依舊燈火通明的“天河樓”能告訴我們這一切。

　　付出的汗水有了收獲。2010年11月，“天河一號”問鼎世界第一;兩年半后，2013年6月，“天河二號”摘取世界冠軍，峰值計算速度也從每秒4.7千萬億次躍升到每秒5.49億億次，實現(xiàn)由千萬億次級到億億次級的跨越。

　　從“銀河”到“天河”，從“天河一號”到“天河二號”，“天河創(chuàng)新”團(tuán)隊為了完成國家使命，以超前的眼光逐夢“超算”世界，交出了一份份精彩答卷。

　　蔣句平告訴記者，目前“天河”團(tuán)隊的平均年齡不到40歲。曾經(jīng)參與“天河一號”研制的年輕技術(shù)人員，如今已成長為“天河二號”研制的骨干力量，一代代“天河人”接力前行，成為支撐我國未來高性能計算的脊梁。

　　獨辟蹊徑求突破

　　中國超級計算機(jī)的發(fā)展無疑給世界帶來了無數(shù)驚嘆。

　　3年多時間里，兩次研發(fā)出全球速度最快的超級計算機(jī);短短十幾年里擁有超級計算機(jī)的數(shù)量，從零躍居世界第二;最近10年，中國超級計算機(jī)性能提升了5000倍，而同期美國超級計算機(jī)性能只提升了500倍……

　　是什么造就了中國超級計算機(jī)的跨越式發(fā)展?錢德沛說，銀河、天河系列之所以取得如此驕人的業(yè)績，得益于一系列重大技術(shù)的自主創(chuàng)新，也清楚地表明了中國科技實力的巨大進(jìn)步。

　　超級計算機(jī)是集成數(shù)以萬計CPU的龐然大物。按傳統(tǒng)的方法，提高超級計算機(jī)的運(yùn)算速度可以是增加處理器數(shù)量，也可以是增加CPU核數(shù)。蔣句平告訴記者，“傳統(tǒng)的方法難以為繼，增加CPU數(shù)主要受到功耗、占地面積、系統(tǒng)可靠性方面的限制?！睋?jù)介紹，按傳統(tǒng)方法構(gòu)建一臺每秒百億億次超級計算機(jī)，需要占地1.3萬平方米，將近兩個足球場那么大;需要用電320兆瓦，相當(dāng)于一個大中型城市的用電量。