天河二号:国之重器 独辟蹊径求突破

　　从“银河”到“天河”

　　“高性能计算机是名副其实的 国之重器 ，其研制与应用水平不仅代表国家的科技发展水平，更是国家在创新创造和经济建设中塑造核心竞争力的关键武器。”国家863计划高性能计算机及其核心软件重大专项总体组组长钱德沛如是评价。

　　正因为如此，我国超级计算机的研发一开始就遭到了国外的严密封锁。

　　有两件事虽然过去很多年，却总是被“天河人”提起——

　　改革开放前，我国由于没有国际先进水平的高性能计算机，勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理，不仅费用昂贵，而且受制于人;国内一家单位想进口一台运算速度每秒400万次的计算机，外方居然提出：要为这台机器建一个安全“玻璃房子”，中方人员上机操作，必须在外方监控下进行，不得开展合同以外的研究。

　　往事历历在目，始终激励“天河人”奋勇拼搏，向世界超算的“珠穆朗玛峰”攀登。

　　“中国要搞四个现代化，不能没有巨型计算机!”1978年，邓小平同志高瞻远瞩，把研制巨型计算机的任务交给国防科技大学。国防科大的一大批科技人员，瞄准世界先进巨型机技术奋力攻关，仅用5年时间就研制出我国第一台被誉为“争气机”的亿次巨型计算机。1983年11月，“银河”亿次巨型计算机展现在世人面前，实现了我国巨型机零的突破。此后，他们又相继研制出“银河”系列巨型机，将我国超级计算技术一步步推向国际前沿。

　　跨入新世纪，“天河人”吹响了攀登世界科技高峰的集结号——早日研制出我国的千万亿次超级计算机系统。“巨型计算机的发展规律是每10年性能提高1000倍。2000年的国际先进水平是1万亿次，到2010年肯定会达到千万亿次级。要占领制高点，必须尽快开始研制千万亿次计算机。”当时的“天河一号”总设计师、现任国防科大校长杨学军说。

　　这一步是不是跨得太大?不少人有疑问，但国家战略不容等待。

　　重担又压在“天河人”的肩上。血液里流淌着“银河精神”的“天河人”再一次迎难而上。回忆起当时的情景，职业生涯与中国超级计算机发展史几乎“同龄”，曾参与我国银河—Ⅱ、银河—Ⅲ研制的刘光明感慨地说，“确实非常不容易。”

　　每一项技术的背后，都是超常的付出：仅仅为了将网络互连软件的性能参数调整到适应硬件的最佳状态，在3个月里，“天河人”进行了上亿次测试实验。他们几乎是每天工作十几个小时，全年仅春节期间休息3天。而对这一切，作为“天河二号”主机系统主任设计师的蒋句平认为再平常不过。当记者请他讲讲过去攻坚克难的故事，蒋句平却一时语塞，想不起来。“亿万星辰汇银河，世人难知有几多。神机妙算巧安排，笑向繁星任高歌。”也许只有凌晨三四点还依旧灯火通明的“天河楼”能告诉我们这一切。

　　付出的汗水有了收获。2010年11月，“天河一号”问鼎世界第一;两年半后，2013年6月，“天河二号”摘取世界冠军，峰值计算速度也从每秒4.7千万亿次跃升到每秒5.49亿亿次，实现由千万亿次级到亿亿次级的跨越。

　　从“银河”到“天河”，从“天河一号”到“天河二号”，“天河创新”团队为了完成国家使命，以超前的眼光逐梦“超算”世界，交出了一份份精彩答卷。

　　蒋句平告诉记者，目前“天河”团队的平均年龄不到40岁。曾经参与“天河一号”研制的年轻技术人员，如今已成长为“天河二号”研制的骨干力量，一代代“天河人”接力前行，成为支撑我国未来高性能计算的脊梁。

　　独辟蹊径求突破

　　中国超级计算机的发展无疑给世界带来了无数惊叹。

　　3年多时间里，两次研发出全球速度最快的超级计算机;短短十几年里拥有超级计算机的数量，从零跃居世界第二;最近10年，中国超级计算机性能提升了5000倍，而同期美国超级计算机性能只提升了500倍……

　　是什么造就了中国超级计算机的跨越式发展?钱德沛说，银河、天河系列之所以取得如此骄人的业绩，得益于一系列重大技术的自主创新，也清楚地表明了中国科技实力的巨大进步。

　　超级计算机是集成数以万计CPU的庞然大物。按传统的方法，提高超级计算机的运算速度可以是增加处理器数量，也可以是增加CPU核数。蒋句平告诉记者，“传统的方法难以为继，增加CPU数主要受到功耗、占地面积、系统可靠性方面的限制。”据介绍，按传统方法构建一台每秒百亿亿次超级计算机，需要占地1.3万平方米，将近两个足球场那么大;需要用电320兆瓦，相当于一个大中型城市的用电量。