李旭豐

從電腦到網(wǎng)絡(luò)

上世紀70年代，以電腦為代表的信息技術(shù)飛躍發(fā)展，由此掀起一場信息技術(shù)革命。臺當局也注意到這些，在制定“經(jīng)濟建設(shè)十年計劃”（1980—1989年）時明確提出：將資訊工業(yè)作為島內(nèi)重點發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。為此還特別制定了“資訊工業(yè)部門發(fā)展十年計劃”，其目標是：一方面要全力推廣電腦應(yīng)用，以帶動工業(yè)的升級；另一方面要提高技術(shù)水平，使資訊工業(yè)發(fā)展成為新興的高增值輸出產(chǎn)業(yè)。計劃中提出，到1989年，臺灣電腦產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值應(yīng)達到46億美元，其中電腦制造業(yè)產(chǎn)值39億美元，軟件與信息服務(wù)業(yè)7億美元，外銷額32億美元，內(nèi)銷額為14億美元。

為了實施這一計劃，臺當局采取了一系列政策措施，如獎勵投資，給予稅收與資金融通方面的優(yōu)惠，成立財團法人資訊工業(yè)策進會，提供技術(shù)協(xié)助與服務(wù)；大力吸收外資，積極引進先進技術(shù)；建立科學(xué)園區(qū)，提供優(yōu)良辦廠條件，鼓勵新產(chǎn)品開發(fā)，培養(yǎng)專門人才，以促進電腦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

臺灣電腦研究分為三個層次，一是由科技主管部門主持安排的基礎(chǔ)性研究與前瞻技術(shù)研究計劃，即所謂“上游計劃”，主要由島內(nèi)各大學(xué)承擔，中研院參與；二是由經(jīng)濟主管部門組織的技術(shù)研發(fā)專項計劃，即所謂“中游計劃”，主要由工研院和資策會承擔；三是由企業(yè)自行開展的新產(chǎn)品開發(fā)計劃，即所謂“下游計劃”。

臺灣科技主管部門主持安排的電腦研究計劃主要由臺灣大學(xué)、交通大學(xué)、清華大學(xué)與成功大學(xué)等高校的科研機構(gòu)承擔，這些高校研究課題所使用的經(jīng)費約占當時臺灣此類科研總經(jīng)費的80%，重點研究項目包括電腦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件工程、智能接口、計算機網(wǎng)絡(luò)與人工智能，總共有19個課題。臺灣科技主管部門每年用于計算機領(lǐng)域的研究經(jīng)費約4000萬至5000萬新臺幣。

臺灣經(jīng)濟主管部門主持的電子信息科技專項研究計劃，主要委托工研院電子工業(yè)研究所與資策會承擔，先后研制出多種IBM兼容微型機，工研院光電中心則負責(zé)承擔臺灣經(jīng)濟主管部門下達的3.5英寸硬盤機、激光打印機與平面顯示器等新技術(shù)研發(fā)任務(wù)，資策會還負責(zé)組織力量開發(fā)軟件環(huán)境，以提高軟生產(chǎn)率與質(zhì)量，降低軟件成本，從而促進軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

最初臺灣民間企業(yè)采取進口低檔電腦散件，自己生產(chǎn)纜線、機箱等，組裝后再出口的方式。隨著技術(shù)逐漸熟練，慢慢也開始自行生產(chǎn)一些鼠標、鍵盤、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、打印機、顯示器、印刷電路板、電腦主板、顯卡和聲卡、內(nèi)存芯片，甚至CPU等，開始仿制生產(chǎn)IBM兼容個人電腦，并以價格低廉、交貨迅速作為取勝手段。由于這種個人電腦的標準化特點，技術(shù)門檻不高，關(guān)鍵是如何通過降低成本、建立起完整的上下游產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈和擴大生產(chǎn)規(guī)模來取得國際市場競爭優(yōu)勢。在長期的仿制過程中，部分臺灣企業(yè)也開展了一些簡單的研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計，再加上某些局部創(chuàng)新，不斷提高自己的技術(shù)水平和實力，由此誕生了一批如大眾、華碩、宏碁、技嘉、仁寶、神達等著名電腦整機或主板廠商。

1981年，臺灣電腦出口額為1.05億美元，；1984年突破10億美元，1987年又增加到37.01億美元；到1989年，臺灣電腦硬件總產(chǎn)值達到54.84億美元，出口額52.44億美元，約占島內(nèi)總出口額的8.1%。電腦制造業(yè)成為僅次于電子、紡織的第三大出口產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)值居世界第六位，市場占有率3%左右。

1991年，臺當局將資訊工業(yè)列為重點發(fā)展的“十大新興工業(yè)”之一，并制定新的“資訊工業(yè)部門十年發(fā)展計劃”，提出到2000年，電腦工業(yè)總產(chǎn)值達到280億美元，其中硬件制造達到212億美元，軟件與信息服務(wù)業(yè)68億美元，電腦累計裝機量達到6萬臺，微型機累計達到450萬臺，普及率為每百人20臺，基本實現(xiàn)家家有電腦。此外，計劃中還對培養(yǎng)電腦人才、增加研究發(fā)展經(jīng)費提出新的要求與指標。

為提升資訊技術(shù)水平，這一時期由臺灣科技主管部門與經(jīng)濟主管部門出面，組織實施了一系列研發(fā)計劃，如“資訊系統(tǒng)平臺技術(shù)發(fā)展五年計劃”、“前瞻性資訊與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究五年計劃”等，主要針對電腦應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)軟件、人機界面等核心技術(shù)進行研發(fā)，由工研院電通所及資策會負責(zé)執(zhí)行，并取得了一定成效，如研制出智慧型代理者技術(shù)、電子付款技術(shù)、嵌入式視窗系統(tǒng)與瀏覽器技術(shù)、多媒體資料輸入及視訊資料壓縮技術(shù)、共通性再用元件與應(yīng)用技術(shù)，完成島內(nèi)首個Java卡和Java資訊機系統(tǒng)、戶口及住宅普查表單電腦識別系統(tǒng)、互動式網(wǎng)絡(luò)隨選系統(tǒng)、全球氣象資訊查詢的中文電話語音口語交談系統(tǒng)、黑白商標影像檢索系統(tǒng)及人臉辨識與檢索系統(tǒng)、電子商務(wù)平臺等。

島內(nèi)民間企業(yè)在資訊產(chǎn)品研發(fā)方面也取得不少成果，如華碩公司研發(fā)出雙速SDRAM主板、高解析度即時動態(tài)影像擷取與壓縮技術(shù)及3D立體圖形影像產(chǎn)生器；中華映管公司研發(fā)出17英寸全平面顯示器用映像管及光學(xué)模擬設(shè)計系統(tǒng)，瑞傳科技公司研發(fā)英特爾i840工業(yè)用主板，映泰公司研發(fā)奔騰4主板及聲卡、DVD解壓縮解決方案、分離式AC-3音效解碼器，宏棋公司研發(fā)出衛(wèi)星用電腦等。

這一時期，隨著國際消費性電子信息產(chǎn)品日益平價化和普及，整個行業(yè)的平均利潤率逐年下降，導(dǎo)致市場競爭日趨激烈。出于降低成本等原因，包括康柏、惠普、戴爾、IBM、蘋果、摩托羅拉、西門子、飛利浦、索尼、東芝在內(nèi)的等很多跨國公司都把自己原來的電腦工廠關(guān)閉或賣掉，而將產(chǎn)品的制造外包給生產(chǎn)成本較低的臺灣，自己只保留人數(shù)很少的研發(fā)和設(shè)計團隊及銷售渠道。臺灣一些廠商利用這一機會，專門從事外國品牌電腦的大批量代工生產(chǎn)，也由此成就了一批著名電腦代工企業(yè)，如仁寶、廣達、華宇、英業(yè)達、鴻海等。

憑著不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本，臺灣電腦硬件制造業(yè)產(chǎn)值不斷提高，其中微型機、電腦顯示器、主板、鍵盤、鼠標、顯卡、網(wǎng)卡、光驅(qū)、掃描儀等產(chǎn)量先后超越美國、日本、韓國，逐漸位居世界第一。

成立高速電腦中心

為應(yīng)對電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢，解決島內(nèi)民間企業(yè)研發(fā)能力的不足，1991年1月，臺灣行政主管部門批準了科技主管部門與教育主管部門共同規(guī)劃的“建設(shè)國家高速電腦中心五年計劃書”。同年9月，該中心正式成立，地址位于新竹科學(xué)園區(qū)研發(fā)六路；1993年2月，中心大樓完工啟用，開始運營。

該中心的主要任務(wù)從事島內(nèi)高速計算技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用推廣與人才培育，同時也是臺灣與國際間高速計算與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用科技交流合作的窗口。中心擁有當時島內(nèi)計算能力最強的超級電腦IBM SP2 SMP，2000年經(jīng)過升級擴充及系統(tǒng)環(huán)境建設(shè)，計算能力達到1710億次浮點運算，居當時全球計算資源能量排行第七十六名。全中心總計算能量約為3500億次浮點運算，可提供不同研究領(lǐng)域約500件研究計劃使用。

該中心成立后，不僅成為全臺灣高速計算應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)樞紐，也是島內(nèi)首個注重專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的服務(wù)機構(gòu)，主要工作包括：建立寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與技術(shù)研發(fā)環(huán)境，將臺灣學(xué)術(shù)研究網(wǎng)（TANet）與美國國家科學(xué)基金會（NSF）高速研究網(wǎng)絡(luò)連線，規(guī)劃建立臺灣“國家實驗網(wǎng)（NBEN）”，舉辦各類高速計算推廣與應(yīng)用服務(wù)研討會與培訓(xùn)課程，接受產(chǎn)業(yè)界委托，為汽車、電子、資訊及半導(dǎo)體等企業(yè)從事電腦模擬技術(shù)研發(fā)，以及執(zhí)行科技主管部門與教育主管部門重點科技研究計劃，研發(fā)防災(zāi)與環(huán)保生態(tài)、計算生命科學(xué)、高效能計算核心軟件平臺、微系統(tǒng)電腦輔助設(shè)計與模擬、個人電腦叢集及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

上世紀90年代，臺灣學(xué)術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)僅有1990年教育主管部門建設(shè)的TANet及1997年高速電腦中心建立的TANet2，沒有光纖，帶寬仍以MB（兆）為單位，與36個學(xué)術(shù)研究機構(gòu)連線，并可與美國、加拿大、新加坡、荷蘭及以色列等國研究網(wǎng)絡(luò)連線。

2000年，臺灣科技主管部門投入該項研究經(jīng)費從之前的每年300億元新臺幣左右增加到550多億元，該中心人員增至近百人，在島內(nèi)開展高速計算推廣與應(yīng)用服務(wù)，舉辦各類研討會與培訓(xùn)課程100多場次。接受汽車、電子、資訊及半導(dǎo)體等企業(yè)委托，開展包括神達電腦公司新一代臺式個人電腦熱模擬技術(shù)研發(fā)、建興電子公司光碟機內(nèi)流場分析、中華汽車公司汽車碰撞安全性實驗及零件模擬分析。此外，還從事防災(zāi)與環(huán)保生態(tài)數(shù)位、計算生命科學(xué)、高效能計算核心軟件平臺、微系統(tǒng)電腦輔助設(shè)計與模擬、個人電腦叢集及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等重點科技計劃研發(fā)。

2003年1月，該機構(gòu)改制為“國研院高速網(wǎng)絡(luò)與計算中心”（簡稱“國網(wǎng)中心”），并承接臺灣行政主管部門委托的“挑戰(zhàn)2008全球?qū)W術(shù)研究網(wǎng)—亞太中樞計劃”，2004年建成“臺灣高品質(zhì)學(xué)術(shù)研究網(wǎng)”（TWAREN），帶寬是以前的20倍，并在南部科學(xué)園區(qū)建成高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)維護運行中心。

此外，該中心于2003年11月自行研制出臺灣第一部超級計算機“福摩薩1”（Formosa 1），位于當年世界五百大超級計算機排行榜第135名。2005年升級完成“福摩薩2”。到2012年初，已升級完成第五代“福摩薩5”，在歐洲2012年ISC2012國際高速計算會議中公布的第39屆TOP500中排名第232位。

該中心的任務(wù)是作為計算、儲存、網(wǎng)絡(luò)、平臺整合的前瞻云計算技術(shù)先導(dǎo)，提供島內(nèi)各界高速計算、高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、高效能儲存、大數(shù)據(jù)分析及科學(xué)工程模擬等云計算整合服務(wù)。為有效支持臺灣研發(fā)團隊高速計算與大數(shù)據(jù)庫發(fā)展，國網(wǎng)中心構(gòu)建科技研發(fā)平臺，范圍涵蓋工程與科學(xué)、環(huán)境與災(zāi)防、生物醫(yī)學(xué)及數(shù)字文創(chuàng)等應(yīng)用領(lǐng)域，打造一流的國際級高速計算中心。

推動臺灣電腦與網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展

目前，該中心設(shè)有云計算與系統(tǒng)整合組、軟件發(fā)展組、網(wǎng)絡(luò)與資訊安全組、計算設(shè)施組、高速計算與應(yīng)用組、企劃推廣組等技術(shù)部門，在臺南和臺中科學(xué)園區(qū)設(shè)有辦事機構(gòu)，工作人員有200余人，是“國研院”中人數(shù)最多的研究中心。

2011年5月，國網(wǎng)中心安裝完成全臺灣最大計算能力的開放式高速計算主機“御風(fēng)者”（ALPS），擁有512個一般計算節(jié)點、32個大存儲計算節(jié)點，全系統(tǒng)共有25，600個計算核心（采用AMD Opteron 6174 2.2GHz中央處理器），73，728GB存儲器，搭配存儲節(jié)點共1074TB硬盤空間，整體效能可達177.1兆次浮點運算，可提供島內(nèi)以往無法執(zhí)行的大尺度并行計算服務(wù)，主要客戶應(yīng)用領(lǐng)域包括大氣科學(xué)、臺風(fēng)洪水、計算化學(xué)、計算流體動力、工程計算等。

國網(wǎng)中心自建的島內(nèi)最大GPU（圖像處理器）運算“福摩薩5”并行計算機（也稱叢集系統(tǒng)），其由88臺計算節(jié)點所構(gòu)成，每臺計算節(jié)點配備2個六核中央處理器、3個圖形計算加速卡、96GB存儲器盤及InfiniBand 40Gb/s高速網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過調(diào)校后，整體最佳效能為每秒89.94兆次浮點運算，于2012年8月正式開放。

“福摩薩3”是國網(wǎng)中心自建的臺灣第一座算圖農(nóng)場（Render Farm）以及IaaS云計算服務(wù)平臺，擁有76臺服務(wù)器，每臺服務(wù)器配備兩顆6核Intel Xeon x5660 2.8GHz處理器、InfiniBand 40Gb/s高速網(wǎng)絡(luò)、48GB存儲器，搭配儲存節(jié)點共38.4TB硬盤空間，實際獲得整體最佳效能為9兆次浮點運算，于2011年8月起開放IaaS云計算服務(wù)，提供虛擬機器租賃服務(wù)，并于2011年11月啟用算圖農(nóng)場，以提供島內(nèi)設(shè)計界及文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)對于動畫算圖的大量高速運算需求服務(wù)。

“臺灣高品質(zhì)學(xué)術(shù)研究網(wǎng)”（TWAREN）采用20Gb/s光纖骨干網(wǎng)，連結(jié)臺北、新竹、臺中以及臺南4個主節(jié)點，并從主節(jié)點向外以10Gb/s帶寬連接13所島內(nèi)各地大學(xué)作為骨干網(wǎng)接點，以提供全臺灣大專院校及各級學(xué)術(shù)研究機構(gòu)高效能與優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

該中心正在規(guī)劃建設(shè)臺灣新一代100G骨干網(wǎng)，連接13個Giga POP節(jié)點。對于參與未來網(wǎng)絡(luò)研究的連線機構(gòu)，提供以VPLS多點VPN連接軟體定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的方式，使各網(wǎng)絡(luò)研究機構(gòu)得以接入TWAREN SDN測試平臺，并通過5Gb/s帶寬國際線路，連接美國洛杉磯、芝加哥及紐約的國際學(xué)術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)交換中心，與世界各國學(xué)術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

2013年，國網(wǎng)中心共為島內(nèi)754件專題研究計劃、3000位用戶提供高速服務(wù)，總計近500萬用戶使用TWAREN。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)方面，該中心積極進行信息安全與軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的技術(shù)研發(fā)，研發(fā)島內(nèi)首座SDN測試平臺，啟動全臺灣首座惡意程式知識庫，主動監(jiān)測捕捉即時惡意程式，提升島內(nèi)信息安全及網(wǎng)絡(luò)防御能力。此外，還建立地球科學(xué)數(shù)據(jù)庫與防災(zāi)數(shù)據(jù)庫，涵蓋環(huán)境、防災(zāi)、生醫(yī)等領(lǐng)域，整合“國研院”太空遙測、海洋科學(xué)、大氣水文與強震地質(zhì)資料的儲存與管理，利用大數(shù)據(jù)搜尋及3D影像技術(shù)，構(gòu)建防災(zāi)管理平臺，協(xié)助對“海洋坦克”號油輪在澎湖擱淺造成的環(huán)境污染損害進行賠償訴訟。

在網(wǎng)絡(luò)與資訊安全技術(shù)方面，該中心已在“臺灣高質(zhì)量學(xué)術(shù)研究網(wǎng)”（TWAREN）上建立骨干防御云系統(tǒng)，輔以資訊安全情資分析平臺，協(xié)助TWAREN上各學(xué)術(shù)研究機構(gòu)進行資訊安全防護，并在與國際研究網(wǎng)合作的未來網(wǎng)絡(luò)研發(fā)方面，發(fā)展跨網(wǎng)域網(wǎng)絡(luò)拓樸產(chǎn)生技術(shù)，有益未來網(wǎng)絡(luò)管理。

所謂“骨干防御云系統(tǒng)”，包含“控制者”、“分配者”、“過濾者”與“分析者”幾部分。目前“過濾者”已與該中心云計算主機“福摩薩3”整合，可在其上巨量對骨干網(wǎng)絡(luò)流量資訊進行快速比對運算，過濾出在骨干上受攻擊的流量資訊；“分析者”部分除自行開發(fā)外，也與島內(nèi)研究機構(gòu)合作，讓其開發(fā)的Flow分析程序掛上防御云系統(tǒng)，進行網(wǎng)絡(luò)安全研究。在“控制者”部分，該中心開發(fā)出防御云管理系統(tǒng)，可新增/刪除比對過濾規(guī)則來找出受攻擊的范圍，并可即時控制TWAREN骨干設(shè)備的設(shè)定，在骨干網(wǎng)絡(luò)上做第一時間的防堵。

在自由軟件研發(fā)方面，2008年，該中心將以往研制的快速布署無硬盤軟件“企鵝龍”與云計算資料探勘軟件Apache Hadoop進行整合，開發(fā)出臺灣第一個公用多人Hadoop資料探勘實驗并行軟件“黑肚龍”，并提供該中心Hadoop實驗并行對外服務(wù)。

由該中心自由軟件實驗室研發(fā)的“再生龍”是一種快速自動再生還原系統(tǒng)軟件，適用于電腦整機系統(tǒng)備份、裸機還原或災(zāi)難復(fù)原，獲得國際知名雜志PC Magazine評選為2011年最佳備份軟件之一。

“抓抓龍”是一種開源碼的并行式搜尋引擎建制和管理工具，支持html、pdf、word等多種文件格式的搜尋，并提供搜尋引擎的管理，如爬取設(shè)定管理、并行節(jié)點管理、索引庫管理，讓使用者能更輕松地建立自己專屬的搜尋引擎，目前已開始建立多人個人化搜尋引擎服務(wù)。

“云端簡單龍”是該中心2011年成功研發(fā)出的世界上第一套云計算網(wǎng)上操作系統(tǒng)，讓使用者簡單快速地打造專屬的私有云，將存儲、網(wǎng)絡(luò)、計算等服務(wù)一次到位。