圖為“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 本報(bào)通訊員 何書(shū)遠(yuǎn)攝
從2010年11月14日“天河一號(hào)”排名世界第一，到今天“天河二號(hào)”再登世界“超算”之巔；從“天河一號(hào)”峰值計(jì)算速度每秒4.7千萬(wàn)億次，到“天河二號(hào)”每秒5.49億億次，實(shí)現(xiàn)由千萬(wàn)億次級(jí)（1015）到億億次級(jí)（1016）的跨越，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)“天河”超級(jí)計(jì)算機(jī)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)逐夢(mèng)“超算”之巔，不斷超越自己，不斷創(chuàng)造“中國(guó)速度”。
交出一份精彩答卷
“中國(guó)要搞四個(gè)現(xiàn)代化，不能沒(méi)有巨型計(jì)算機(jī)！”1978年，鄧小平高瞻遠(yuǎn)矚，把研制巨型計(jì)算機(jī)的任務(wù)交給國(guó)防科大。
上個(gè)世紀(jì)80年代初，面對(duì)西方的技術(shù)封鎖，以慈云桂教授為代表的第一代科研人員艱苦探索、艱難攻關(guān)，僅用5年時(shí)間就研制出我國(guó)第一臺(tái)被譽(yù)為“爭(zhēng)氣機(jī)”的億次巨型計(jì)算機(jī)，使我國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造巨型機(jī)的國(guó)家。
在國(guó)內(nèi)超級(jí)計(jì)算機(jī)剛剛突破10萬(wàn)億次的2005年，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)就已經(jīng)吹響了進(jìn)軍千萬(wàn)億次系統(tǒng)的沖鋒號(hào)。而作為國(guó)家科技部“863計(jì)劃”信息技術(shù)領(lǐng)域“高效能計(jì)算機(jī)研制”的重大項(xiàng)目，“天河二號(hào)”的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)從“天河一號(hào)”問(wèn)世那天就開(kāi)始了。探索一代、預(yù)研一代、研制一代、裝備一代，面對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)每10年性能提高1000倍的發(fā)展規(guī)律，起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的中國(guó)“超算”事業(yè)充滿緊迫感。這次沖鋒，“天河”團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出CPU和GPU相結(jié)合的異構(gòu)融合計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，突破一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，研制成功“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，于2010年11月首次將五星紅旗插上超級(jí)計(jì)算的世界之巔。
超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。從2011年到2012年短短兩年時(shí)間里，日本的超級(jí)計(jì)算機(jī)“京”、美國(guó)的“紅杉”和“泰坦”等就超過(guò)“天河一號(hào)”。人們將目光投向國(guó)防科大：難道“天河一號(hào)”就這樣曇花一現(xiàn)？面對(duì)疑問(wèn)，“天河人”很坦然，因?yàn)樗麄兊念^腦清醒。在“天河一號(hào)”奪得世界第一之時(shí)，他們就對(duì)國(guó)際超算發(fā)展?fàn)顩r作出了“三個(gè)沒(méi)有改變”的判斷：西方在信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位沒(méi)有改變，美國(guó)在超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域的主導(dǎo)地位沒(méi)有改變，世界強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)奪超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)先地位的態(tài)勢(shì)沒(méi)有改變。為此，他們?cè)谧龊谩疤旌右惶?hào)”推廣應(yīng)用的同時(shí)，迅速展開(kāi)新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；還與廣東省、廣州市、中山大學(xué)簽署合作協(xié)議，共建廣州超級(jí)計(jì)算中心，為“天河二號(hào)”的研制注入強(qiáng)勁動(dòng)力。最終，從“天河一號(hào)”首次奪得世界第一，到“天河二號(hào)”再次摘取世界超算桂冠，“天河人”只用了不到3年時(shí)間。
從“銀河”到“天河”，從“天河一號(hào)”到“天河二號(hào)”，“天河”團(tuán)隊(duì)為了完成國(guó)家使命，以超前的眼光逐夢(mèng)“超算”世界，交出了一份精彩答卷。
留下“中國(guó)創(chuàng)造”印記
今年5月，我國(guó)主辦“高性能計(jì)算國(guó)際論壇”，國(guó)際“超算”領(lǐng)域的權(quán)威專家與會(huì)并實(shí)地考察“天河二號(hào)”，紛紛給予高度評(píng)價(jià)——
世界TOP500排行榜編撰人之一、美國(guó)田納西大學(xué)杰克·唐加拉教授說(shuō)：“‘天河二號(hào)’與美國(guó)的‘泰坦’大小相當(dāng)，速度卻高出兩倍，制造這樣強(qiáng)大的系統(tǒng)需要很強(qiáng)的技術(shù)，這是一臺(tái)令人印象深刻的系統(tǒng)。”
德國(guó)尤利希科學(xué)中心的塞巴斯第安·施密特教授說(shuō)：“‘天河二號(hào)’是世界最好的計(jì)算機(jī)之一，它有著非常出色的表現(xiàn)，我十分肯定它可以解決科學(xué)領(lǐng)域的很多問(wèn)題。”
日本筑波大學(xué)參加過(guò)“京”系統(tǒng)研制的大介博庫(kù)教授說(shuō)：“這是一部非常緊湊的機(jī)器，具有巔峰的性能表現(xiàn)，它真的是技術(shù)上的很大進(jìn)步。”
“天河一號(hào)”采用的“CPU+GPU異構(gòu)融合體系”，是一條不同于此前任何系統(tǒng)的技術(shù)路線。兩年多來(lái)，因其低能耗、低成本、高集成度等優(yōu)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)成為國(guó)際主流。在此基礎(chǔ)上，“天河”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)又邁出大膽創(chuàng)新的一步，為“天河二號(hào)”設(shè)計(jì)出“新型異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)”，這種結(jié)構(gòu)不僅大幅度提高系統(tǒng)的計(jì)算速度，還將其應(yīng)用從科學(xué)計(jì)算拓展至大數(shù)據(jù)處理、大規(guī)模信息服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。
“天河二號(hào)”的多項(xiàng)自主關(guān)鍵技術(shù)令世界矚目：高速互連系統(tǒng)性能是當(dāng)前國(guó)際商用互連系統(tǒng)的兩倍，綜合化能耗控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)了國(guó)際先進(jìn)的能效比，“飛騰1500”CPU構(gòu)建出高安全高吞吐率的服務(wù)陣列，高密度高精度組裝結(jié)構(gòu)使得這臺(tái)系統(tǒng)的占地面積與“天河一號(hào)”相當(dāng)、性能卻提升了11.6倍……“體系結(jié)構(gòu)之路上，中國(guó)人在拉著世界往前走�！敝袊�(guó)科學(xué)院軟件所研究員張?jiān)迫f(shuō)。
從局部突破到綜合技術(shù)領(lǐng)先，從奮力追趕到逐步超越，世界超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展史上已留下“中國(guó)創(chuàng)造”的深深印記。
堅(jiān)守“銀河精神”高地
如果說(shuō)數(shù)十年的技術(shù)積淀和“計(jì)算機(jī)+多學(xué)科”的融合優(yōu)勢(shì)，是“銀河”賦予“天河”的技術(shù)財(cái)富；那么，“胸懷祖國(guó)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、志在高峰、奮勇拼搏”的“銀河精神”，就是“天河人”永遠(yuǎn)堅(jiān)守的精神高地。
“天河人”每天工作十幾個(gè)小時(shí)，全年僅春節(jié)期間休息3天。每一項(xiàng)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)，“天河人”在3個(gè)月里進(jìn)行了上億次測(cè)試實(shí)驗(yàn)。像“天河一號(hào)”一樣，“天河二號(hào)”的很多新成果，都是在凌晨三四點(diǎn)鐘產(chǎn)生的；每到這個(gè)時(shí)候，燈火通明的“天河樓”一片歡騰，大家會(huì)興奮地打電話告訴在外地出差的同伴們。
“天河人”是視事業(yè)高于一切的奉獻(xiàn)者。他們恨不得把全部精力用來(lái)與時(shí)間賽跑，在孩子出生當(dāng)天，科研人員杜云飛因工作需要進(jìn)入封閉攻關(guān)基地，無(wú)法照顧妻兒，但他毫無(wú)怨言，他說(shuō)：“天河也是我們的孩子”；在“天河二號(hào)”系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)鍵調(diào)試階段，田寶華家中老人病重，他不能分身在親人臨終前相見(jiàn)一面。
“天河人”是朝氣蓬勃的年輕科研團(tuán)隊(duì)，其平均年齡不到40歲。
曾經(jīng)參與“天河一號(hào)”研制的年輕技術(shù)人員，如今已成長(zhǎng)為“天河二號(hào)”研制的骨干力量；而在“天河二號(hào)”研制過(guò)程中，又有23名本科生直接參與系統(tǒng)研制。學(xué)員鄔會(huì)軍在參與工程實(shí)踐的過(guò)程中撰寫的一篇優(yōu)秀論文，被“國(guó)際網(wǎng)絡(luò)與信息安全國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議”錄用。一代代“天河人”接力前行，成為支撐我國(guó)未來(lái)高性能計(jì)算的脊梁。
（本報(bào)記者 陳勁松 本報(bào)特約記者 呂 超 本報(bào)通訊員 李 治）
