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大國引擎

2019-11-28 09:32:54余艷
十月 2019年6期
關(guān)鍵詞:天河超級計算機(jī)銀河

余艷

引言:唯創(chuàng)新者勝

坐落于天津?yàn)I海新區(qū)的一棟橘紅色大樓上,“天河”兩個大字老遠(yuǎn)搶入眼簾,國家超級計算天津中心建在這里。樓內(nèi),近千平方米的主機(jī)房內(nèi),我國首臺千萬億次超級計算機(jī)系統(tǒng)——“天河一號”的140個機(jī)柜排列成13行正高速運(yùn)轉(zhuǎn),猶如全副武裝的出征方陣,列隊(duì)受閱。

一位魁梧的軍人正闊步走來,像檢閱隊(duì)列的將軍。

他的確是將軍。中國工程院院士、國防科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院院長廖湘科,少將軍銜,“天河二號”“天河三號”的總指揮。此時,他身后十多人的核心研制小組成員,一起來到“天河三號”原型機(jī)系統(tǒng)旁,為“天河樓”新添的伙伴,集體把脈。

2018年7月,“天河三號”E級原型機(jī)系統(tǒng)就在這里完成并順利通過該項(xiàng)目課題國家驗(yàn)收,如今進(jìn)入開放應(yīng)用階段,這標(biāo)志著我國高性能計算機(jī)已開始向百億億次級的E級超算邁進(jìn)。

“‘天河三號超級計算機(jī)將實(shí)現(xiàn)所有元器件的國產(chǎn)化,預(yù)計兩年后投入使用?!睌S地有聲的話從這位將軍口中說出,仿若軍人征戰(zhàn)前向軍旗宣誓!他的身后,是機(jī)房蜂鳴的合唱。順著旋律,我們仿佛看到一條明顯的軌跡:

1983年,中國第一臺被命名為“銀河”的億次巨型電子計算機(jī)在國防科技大學(xué)誕生。中國成為繼美、日等國之后,能夠獨(dú)立設(shè)計和制造巨型機(jī)的國家。隨后是“銀河-Ⅱ”“銀河-Ⅲ”,驚艷世界!2010年,千萬億次超級計算機(jī)“天河一號”誕生,震驚全球。中國成為繼美國之后,第二個能研制千萬億次超級計算機(jī)的國家。

接下來是“天河二號”“天河三號”,震驚全球!更牛的,“天河二號”于2013—2016年三年間,實(shí)現(xiàn)了世界高性能計算機(jī)TOP 500排名六連冠!加上“天河一號”首次世界登頂,“天河”系列7次登上巨型計算機(jī)世界珠穆朗瑪峰!

從億次到千萬億次,從“銀河”到“天河”,科大團(tuán)隊(duì)在27年里完成5次不可思議的大跨越,以世界為之驚嘆的“中國速度”實(shí)現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越!

美國總統(tǒng)奧巴馬在不同場合多次提到“天河一號”,他說,現(xiàn)在不僅世界上速度最快的火車在中國,中國還制造出世界上速度最快的超級計算機(jī)?!度A爾街日報》引用美國計算機(jī)專家的話說,這臺機(jī)器毫無疑問是高性能計算領(lǐng)域游戲規(guī)則的改變者。這是一個轉(zhuǎn)折,標(biāo)志著經(jīng)濟(jì)競爭力從西方轉(zhuǎn)向東方……

而運(yùn)算能力將比“天河一號”高200倍的“天河三號”E級原型機(jī)系統(tǒng),這新一代百億億次超級計算機(jī)一年前通過了國家驗(yàn)收,即將亮相國際高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競爭的舞臺。核心系統(tǒng)全部自主研發(fā),所有元器件都替代進(jìn)口。打破了國外的技術(shù)封鎖,登上了更高層次的國際領(lǐng)獎臺。

無論是“哈軍工”時期,還是主體南遷長沙變更長沙工學(xué)院時期,再到國家軍事重點(diǎn)科研攻關(guān)的國防科技大學(xué),這支團(tuán)隊(duì),為改變我軍裝備落后狀況一直在殫精竭慮搏殺。

20世紀(jì)90年代初,海灣戰(zhàn)爭的爆發(fā),拉開了以信息化為特征的世界新軍事革命序幕。精確制導(dǎo)與自動目標(biāo)識別,是現(xiàn)代制導(dǎo)武器的“眼睛”和“大腦”。輕觸屏幕,戰(zhàn)場一覽無余;指尖游移,指揮百萬雄師……而所有信息化軍事、國防大項(xiàng)目實(shí)現(xiàn),超級計算必當(dāng)先遣兵!

于是,有了超級計算機(jī)零的突破,有了從“銀河”系列到“天河”系列的逐步趕超。作為國家科技創(chuàng)新的強(qiáng)大支撐、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的超強(qiáng)引擎,他們一直緊緊牽住自主創(chuàng)新這個“牛鼻子”,走好軍民融合這步“先手棋”,去占領(lǐng)先機(jī),去贏得優(yōu)勢。

“不創(chuàng)新不行,創(chuàng)新慢了也不行。如果我們不識變、不應(yīng)變、不求變,就可能陷入戰(zhàn)略被動,錯失發(fā)展機(jī)遇,甚至錯過整整一個時代?!薄霸趪H軍事競爭日益激烈的形勢下,唯創(chuàng)新者勝!”習(xí)近平主席的殷殷教導(dǎo)響在耳邊,宏闊的戰(zhàn)略視野、強(qiáng)烈的使命憂患,主席的話如雷貫耳。

如今,“天河三號”立在新的歷史方位和時代坐標(biāo)的交點(diǎn)上,已將大歷史的揪心之痛、大變革的時代風(fēng)云,投射在一支創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)上。

一、絕地反擊,登峰從“銀河-Ⅰ”起步

要干,就瞄準(zhǔn)世界一流。使命如磐搶先布局前沿領(lǐng)域,絕不跟在別人后面亦步亦趨,要在自身的極限上挑戰(zhàn)。努力到竭盡全力,拼搏到感動自己。

有一個戰(zhàn)場,不拼刺刀,不見血光,卻比真刀真槍更你死我活!那就是科技之戰(zhàn)。在這個戰(zhàn)場的前沿陣地,國防科技大學(xué)自主創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)是排頭兵、突擊隊(duì)!這場曠日持久的白刃戰(zhàn),遠(yuǎn)隔千山萬水又近在咫尺的拉鋸戰(zhàn),一打就是40年!

很多人不知道,美國波音公司,60%~70%的研發(fā)不是靠實(shí)驗(yàn)而是靠計算;《阿凡達(dá)》超2/3畫面都是算出來的。計算機(jī)通過超算的建模仿真,解決大型科學(xué)、工程領(lǐng)域通過理論、實(shí)驗(yàn)無法解決的難題。

就此,“天河一號”可謂“神算”。

一個飛機(jī)氣動外形設(shè)計,原來要花三五年,運(yùn)用“天河一號”進(jìn)行輔助設(shè)計,幾個月就可以完成;生物醫(yī)學(xué),復(fù)雜的蛋白質(zhì)、分子結(jié)構(gòu),用“天河一號”數(shù)字模擬,能快速研發(fā),短時間內(nèi)從幾十萬甚至幾百萬化學(xué)物中篩選出有效的藥物化學(xué)物;而快速構(gòu)建數(shù)字地質(zhì)模型,能夠探明地層中是否有石油,并能精確計算出儲量,借助“天河一號”,可以快速判斷礦藏的開采價值。

被當(dāng)作算天、算地、算人、算未來的超級計算機(jī),因其“神算”技能,被人類譽(yù)為探索自然奧秘的“天文望遠(yuǎn)鏡”。

“天河一號”都能如此,“天河二號”的能效怎樣?

時間:2013年6月17日

地點(diǎn):德國萊比錫

事件:世界超級計算機(jī)TOP?500組織舉行的2013年國際超級計算大會上,正式發(fā)布了第41屆世界超級計算機(jī)500強(qiáng)排名,“天河二號”超級計算機(jī)再次登上世界超算之巔!

這是繼2010年“天河一號”首次奪冠后,我國超級計算機(jī)再次榮登榜首,再次將China推到巔峰上的領(lǐng)獎臺!

“天河二號”有多快?系統(tǒng)峰值計算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算。

“天河二號”有多強(qiáng)?運(yùn)算1小時相當(dāng)于13億人同時用計算器計算1000年,存儲總?cè)萘肯喈?dāng)于存儲每冊10萬字的圖書600億冊。

“天河二號”有多大?由170個包括計算機(jī)柜、服務(wù)機(jī)柜、通信機(jī)柜和存儲機(jī)柜組成,占地面積720平方米,內(nèi)存總?cè)萘?400萬億字節(jié),存儲總?cè)萘?2400萬億字節(jié),最大運(yùn)行功耗17.8兆瓦。

“天河二號”有多牛?此前排名世界第一的美國“泰坦”,“天河二號”計算速度是它的2倍,在能效比相當(dāng)?shù)那疤嵯?,計算密度是“泰坦”?.5倍!

就是與自己的“天河一號”比,“天河二號”的計算性能和計算密度均提升了10倍以上,能效比提升了2倍,執(zhí)行相同計算任務(wù)的耗電量只有前者的1/3!

在計算這條路上,幾代人跨越半個世紀(jì)的拼搏,歷經(jīng)每秒百萬次、千萬次、億次、億萬次的角逐,中華民族終于站上了超級計算機(jī)的世界之巔!

一路跑,啃下“要不來、買不來、討不來,只能自己造出來”的硬骨頭!

一路闖,做前無古人、絕地反擊、自主研發(fā)的異構(gòu)協(xié)同的創(chuàng)新!

如今到了“天河三號”……

1.一份超算緣,畫出追趕超越的同心圓

從天津“天河樓”集體“會診”趕回來的廖湘科不顧旅途勞累,直奔新機(jī)芯工程例會現(xiàn)場。對他來講,摘取超級計算機(jī)的下一頂“皇冠”是一項(xiàng)時不我待、只爭朝夕的任務(wù)。

“我們通過驗(yàn)收的‘天河三號模擬樣機(jī),它的運(yùn)算能力將比‘天河一號提高200倍,而且它的核心系統(tǒng)都是自主研發(fā),打破了國外的技術(shù)封鎖,有望再次領(lǐng)先于世界?!薄疤旌右惶枴薄疤旌佣枴痹谒置氡貭?、從容不迫的指揮下,一次又一次問鼎世界超算最高峰。“所有元器件的國產(chǎn)化,可能比下一個‘天河三號登頂世界之巔還要艱難。軍人,不攻最頑固的堡壘,那還叫軍人?!”

這天,坐在廖湘科院士的辦公室,他沒提任何成就,而是從一個“緣”字說起。卻讓我看到,從“哈軍工”到國防科大幾代“超算人”結(jié)實(shí)履痕畫出的大圓!

“銀河”“天河”這個整齊的方陣,從40年前走來,伴隨改革開放拉開陣營,歷經(jīng)六代掌門人。這其中,有四位像是天生緣定在一起。

楊學(xué)軍、廖湘科緣起1983年,我國首臺億次巨型計算機(jī)“銀河-Ⅰ”在國防科大研制成功,實(shí)現(xiàn)了我國巨型機(jī)零的突破。同一個強(qiáng)國夢,讓兩個有志超算的年輕人同奔“銀河”來。

剛剛大學(xué)畢業(yè)的楊學(xué)軍做出了一個決定:報考國防科大的研究生,從事我國高性能計算機(jī)的研制。錄取難度非常大,他冒了很大的風(fēng)險。事實(shí)也如此,6人報考國防科大計算機(jī)系,最終只有楊學(xué)軍一人如愿。

正讀大三的廖湘科,抱著一個想法:要親眼看看,能打敗美國、日本,我們自己獨(dú)立設(shè)計制造的、創(chuàng)造歷史的超級計算機(jī)是什么樣子。他毫不猶豫地邀幾位清華大學(xué)的同學(xué)南下長沙,第一次跨進(jìn)這所他崇拜已久的大學(xué)校門。

“我就是沖著‘銀河去的!”廖湘科清楚地記得,1978年,他還是湖南漣源一中一名愛好超算的高中生,就知道中國有百萬次集成電路通用計算機(jī)問世,可國外早已研制出億次巨型機(jī)。他也知道,一位老人南方談話后,改革開放拉開了序幕。那時,這個中學(xué)生堅定了信念:一定要考清華大學(xué),直接攻讀計算機(jī)專業(yè)。

如愿以償?shù)牧蜗婵疲?988年再來國防科大,已是這所軍事院校的碩士研究生。

而此時的楊學(xué)軍已在這所院校先后獲得碩士、博士學(xué)位。在他一篇關(guān)于向量巨型機(jī)編譯技術(shù)的博士研究生畢業(yè)論文上,慧眼識人的“銀河-Ⅰ”總設(shè)計師慈云桂教授批注:“此人要想辦法留下來?!?/p>

這一留,串起了兩大青年才子與這位中國計算機(jī)之父、中國計算機(jī)開拓者的大緣深情。

查閱相關(guān)資料,在1993年4月27日國防科技大學(xué)下發(fā)《關(guān)于給“銀河-Ⅱ”巨型機(jī)及有功人員獎勵的通令》的名單里,我們看到了廖湘科。也就是說,這個年輕人被“銀河-Ⅰ”召喚來到國防科大,帶著自己的碩士論文進(jìn)入“銀河-Ⅱ”攻關(guān)組。榮立三等功,又意味著來科大沒幾年的小伙子,成了這個國家工程的主創(chuàng)人員之一。

兩個年輕人事后才知道,他倆太幸運(yùn)了,這里被譽(yù)為中國的“西點(diǎn)軍?!?,是從事國防關(guān)鍵技術(shù)和先進(jìn)武器裝備研究、培養(yǎng)高級科學(xué)和工程技術(shù)人才的高等軍事學(xué)府。一入伍,結(jié)識的就是慈云桂、周興銘、盧錫城這些質(zhì)樸踏實(shí)的超算“泰斗”級前輩!楊學(xué)軍都沒想到,“銀河-Ⅲ”總設(shè)計師的接力棒交給了才31歲的他。

楊學(xué)軍和廖湘科從此捆綁成一個人,拼下了“銀河-Ⅲ”。接力楊學(xué)軍的,正是“師弟”廖湘科——他成了下一個高峰“天河一號”的總指揮和副總設(shè)計師。

一份緣畫出一個圓,超算夢、同心圓,幾代人的幾十年,竭盡全力一起奉獻(xiàn)給了超算事業(yè)。

第一代超算前輩是最難的,卻頑強(qiáng)堅毅地拉開了中國巨型計算機(jī)趕超的序幕。

慈云桂第一次急匆匆趕到張愛萍的辦公室,是1978年3月4日的下午,這位時任國防科委主任,十分嚴(yán)肅地說:“上午,中共中央在北京召開巨型計算機(jī)研制部署會,會議由小平同志主持。你們的報告遞上去了,巨型機(jī)研制的任務(wù)就交給你了。我是向小平同志立了軍令狀的,你也要向國防科委立軍令狀……”

慈云桂兩腳一并,每個字都擲地有聲:“每秒1億次一次不少;時間5年一天不拖;經(jīng)費(fèi)預(yù)算保證一分不超!”

“立了軍令狀,意味著什么?——只許成功,不許失敗。在戰(zhàn)場上,立軍令狀完不成任務(wù)是要掉腦袋的。我們,要以腦袋別在褲腰帶上的精神奮發(fā)圖強(qiáng)!”慈云桂在動員大會上說這話的時候,比張愛萍首長還嚴(yán)肅十分。

不久的3月18日至31日,中共中央、國務(wù)院在北京隆重召開全國科學(xué)大會,吹響了向科學(xué)技術(shù)大進(jìn)軍的號角。大會討論時,小平同志重點(diǎn)談到了計算機(jī)技術(shù)發(fā)展問題,高瞻遠(yuǎn)矚大聲疾呼:中國要搞四個現(xiàn)代化,不能沒有巨型機(jī)!

突圍!沖關(guān)!跨越!

可慈云桂知道,拿下億次機(jī)不是兒戲。這高性能來自高主頻和并行性,億次巨型機(jī)的硬件研制進(jìn)展還順利,可軟件開發(fā)進(jìn)度卻一直跟不上。

“哈軍工”創(chuàng)建之初,首任院長陳賡大將形象比喻他們這支隊(duì)伍:“中國人民解放軍是老虎,我們就是為老虎插上翅膀?!?/p>

如今,突破巨型機(jī)研制,那是為國家插上翅膀!慈云桂當(dāng)然知道是到拼命的時候了。

受BSP計算機(jī)啟發(fā),慈云桂創(chuàng)造性地提出了素數(shù)模存儲體交叉訪問的構(gòu)想。如模31和模17的無沖突訪問,實(shí)現(xiàn)了存儲系統(tǒng)化暢通;周興銘、張德芳、楊曉東設(shè)計巨型機(jī)的“大腦”和“心臟”,將運(yùn)算控制器變“一路縱隊(duì)”為“多路縱隊(duì)”,運(yùn)算速度提高了一倍,解決了指令和存儲控制器以及通道問題。習(xí)慣了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹芘d銘,在最后攻關(guān)時期,將主機(jī)上幾十萬條信號鏈路一條一條地計算卡關(guān)。凡不行的或余量不足的就改方案,有的設(shè)計推倒重來達(dá)4次之多。

從今天的戰(zhàn)場上看明天的戰(zhàn)爭,從今日的挑戰(zhàn)中看未來的機(jī)遇。一個團(tuán)隊(duì)的戰(zhàn)略眼光,才是為發(fā)展贏得先機(jī)的前提。

“近20年的艱難攻關(guān),我們突破了一系列核心關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,總算為國家爭了光,爭出了中華民族的尊嚴(yán)?!蹦赀^九旬、在干休所療養(yǎng)的胡守仁教授,憶起當(dāng)年歲月,依舊神采飛揚(yáng),“可以說,國防科大計算機(jī)技術(shù)攻關(guān)歷程,就是中國計算機(jī)事業(yè)發(fā)展的縮影。”

1983年12月,我國首臺億次巨型機(jī)宣布在國防科大研制成功,通過鑒定。

成功了!成功了!慈云桂、周興銘興奮得熱淚盈眶,兩個已不年輕、整日沉寂在實(shí)驗(yàn)室的軍人,興奮到跳起來。腳一落地再握手,倆人嘴里幾乎同時蹦出毛主席的一句話:我們有自立于世界民族之林的能力!

周興銘后來說:我們的關(guān)鍵技術(shù)完全是自主創(chuàng)新,是美國都沒有的。起初國家為這項(xiàng)任務(wù)安排了2億元人民幣。慈云桂帶領(lǐng)我們精打細(xì)算,只花了3000多萬元,還包括建科技樓、“銀河”計算機(jī)房的費(fèi)用。而且整個系統(tǒng)的研制費(fèi)用大大低于預(yù)先的估計,不到預(yù)計的1/5,就是說為國家節(jié)省了4/5的開支。

2.科研攻關(guān),必須殺出一條血路

“銀河-Ⅰ”成功了,我們高興了,外國同行卻開始卡脖子。

“銀河-Ⅰ”研制成功后,西方國家突然宣布向中國出口每秒億次巨型計算機(jī),而且價格十分低廉。過去他們的高新技術(shù)產(chǎn)品對中國“捂”得很緊,漫天要價。曾經(jīng)我們非??释M(jìn)一臺AD-10計算機(jī),可對方開高價不說,還不愿意出最先進(jìn)的機(jī)型。好不容易簽了合同,對方卻拖著不交貨。實(shí)在拖不下去了,又提出一個讓人難以接受的條件,機(jī)器不能安裝在北京,只能在1000多公里外的哈爾濱工業(yè)大學(xué)落戶,這無異于赤裸裸地告訴你,就是讓你用不成機(jī)器。

可“銀河-Ⅰ”威武雄壯地登場了,美國卡了多年的巨型機(jī)卻“鮮花般”送來。且降價幅度達(dá)50%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于“銀河-Ⅰ”的造價。真是來祝賀的?真就“仁慈”了?不,他們的意圖是要搶占中國巨型計算機(jī)市場,把剛剛問世的“銀河-Ⅰ”扼殺在搖籃里!

陳火旺——“銀河-Ⅰ”的總負(fù)責(zé)人,他知道自己在巨型機(jī)研制中有多大的責(zé)任。

1982年,他們接到研制仿真機(jī)YH-FI的任務(wù)。那年6月的一天,美國丹佛的天低沉著,像一個不愿見人的老人。陳火旺卻帶領(lǐng)李思昆等四人遠(yuǎn)涉重洋來學(xué)習(xí),其實(shí)就是忍氣吞聲看人臉色。但,他們記住了臨走時總設(shè)計師慈云桂交代的:你們?nèi)W(xué)習(xí)國外大規(guī)模集成電路設(shè)計與測試自動化技術(shù)。重要任務(wù)是調(diào)研美國超級計算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展動態(tài),并結(jié)識幾位美國計算機(jī)軟件專家。

必須完成任務(wù),無論受多大委屈,也一定把先進(jìn)技術(shù)多多裝進(jìn)我們中國人的大腦。初在美國待了24天,為了考察方便和節(jié)省出國經(jīng)費(fèi),不住大賓館,而是選擇住在私人開的旅館,一行4人,陳火旺和李思昆住一個房間、睡一張大床,李思昆體重150多斤,陳火旺才110多斤,晚上睡覺李思昆這邊低,陳火旺那邊高,陳火旺經(jīng)常滾到李思昆這邊。推他過去,過一會兒又壓過來。李思昆說我們換個賓館吧,找個便宜點(diǎn)的,行嗎?陳火旺說:這就是最便宜的。湊合著吧,用節(jié)省的經(jīng)費(fèi)多買些資料回去。

多買的資料卻惹了麻煩。

學(xué)習(xí)考察行程結(jié)束后,從丹佛乘飛機(jī)到舊金山。一出機(jī)場取行李,4個人的包全丟了。一路追蹤直到第二天美國人把行李送回來,一聲對不起,說是他們工作失誤。其實(shí),由于行李中帶了大量美國購買的圖書資料和磁帶,行李被以安檢為由卡住了??梢?,美國對中國無時不在嚴(yán)格監(jiān)控。

可是,卡、堵?lián)醯米≈袊粟s超的步伐嗎?一肚子火的陳火旺他們回國了,憋久的氣力如火山噴發(fā)。后面的研發(fā),軟件組跟其他幾個研發(fā)機(jī)組開始抱團(tuán)發(fā)力。在團(tuán)隊(duì)的每個實(shí)驗(yàn)室角落,都擺放著折疊行軍床;一日三餐,都在實(shí)驗(yàn)室吃盒飯。最好的待遇就是深夜12點(diǎn)以后能吃到食堂的免費(fèi)水餃。

為了排除干擾,加快研制進(jìn)程,陳火旺把軟件研制團(tuán)隊(duì)拉到韶山滴水洞,一去就是50多天,閉門研究、實(shí)驗(yàn),集中精力研發(fā)、推進(jìn),難題一個個被突破。

從那以后直到今天,國防科大的每一代巨型機(jī)都統(tǒng)一叫成了——“爭氣機(jī)”!

1984年10月1日,在國慶35周年閱兵后的游行中,“銀河-Ⅰ”巨型模型彩車通過天安門廣場,接受國家領(lǐng)導(dǎo)人和全國人民的檢閱,慈云桂教授作為科沿工作者代表,登上了天安門國慶觀禮臺——“銀河人”的驕傲??!

讓美國AD-10公司萬萬沒有想到,當(dāng)全數(shù)字仿真機(jī)YH-FI在北京展示,他們總裁望著“MADE IN CHINA”的鋼標(biāo)非常驚異,不得不對在場的“銀河團(tuán)隊(duì)”豎起大拇指:“你們的數(shù)字仿真技術(shù),OK!”

實(shí)際上,我們的自信是有底氣的。1988年3月24日,一臺YH-FI仿真機(jī)乘著208次列車由長沙運(yùn)往上海。途中突然一聲巨響,列車相撞,坐在后面的國防科技大學(xué)赴上海交機(jī)組的13名人員全部被掀翻在地,有一名研制骨干被撞成重傷……

機(jī)器受損如何?試機(jī)了,當(dāng)大家小心翼翼合上電閘,真棒,一次成功!且運(yùn)行非常穩(wěn)定。突然降臨的考驗(yàn)成了仿真計算機(jī)品質(zhì)過硬的試金石,這也是對周興銘和研制團(tuán)隊(duì)精益求精、刻苦攻關(guān)的最好驗(yàn)證。

主動搶任務(wù)是“銀河團(tuán)隊(duì)”的傳統(tǒng)?!般y河-Ⅰ”是超算之父慈云桂在小平同志手里“爭”來的。“銀河-Ⅱ”又是一代超算人變著法兒“搶”來的。

1987年,我國氣象局曾向美國DEC公司進(jìn)口一臺小型超算機(jī),只能算三天以內(nèi)的天氣。后來經(jīng)多方談判,想向美國租用一臺IBM公司3000萬次/秒的高性能巨型機(jī),做5~7天的中長期天氣預(yù)報。可外方就是不松口。一個上十億人的泱泱大國,用小型機(jī)預(yù)測天氣預(yù)報,幾多百姓完全可以避免的重大災(zāi)難沒有預(yù)防,只因我們自己做不出,也買不來一臺先進(jìn)點(diǎn)的超算機(jī)。

實(shí)在看不下去也坐不住了。周興銘感覺憋悶、壓抑,他想喊,他想吼。

一個夏天炎熱的晚上,無心納涼休息的周興銘,走到辦公室,正碰上同樣心事重重的陳福接和陳立杰。兩人分別是計算機(jī)系兼研究所主任、副總工程師,三人說起同一個話題,居然不謀而合,一致認(rèn)為不能光“守業(yè)”吃老本,要突圍“創(chuàng)新業(yè)”“建新功”。中國計算機(jī)技術(shù)不能永遠(yuǎn)跟在別人后面跑,要追趕時間往前趕啊。三人聯(lián)名給黨中央、國務(wù)院寫報告,主動請纓研制每秒運(yùn)算10億次的“銀河-Ⅱ”巨型機(jī)。

主動出擊,國家的需要就是我們的職責(zé);

主動出擊,立志打破外國的高科技壟斷。

請戰(zhàn)成功!在國家氣象局提出申請后,“銀河-Ⅱ”研制很快得到批復(fù)和立項(xiàng)。攻堅戰(zhàn)在國防科技大學(xué)計算機(jī)研究所拉開序幕。周興銘搭檔陳福接總指揮,與“銀河-Ⅱ”巨型機(jī)的研制者們,把科研的目光瞄準(zhǔn)了當(dāng)時世界上最先進(jìn)的機(jī)型方案——四個中央處理機(jī)的并行計算機(jī),決心用4年的時間走完發(fā)達(dá)國家10年走過的路。

經(jīng)過艱苦的方案認(rèn)證和長達(dá)兩年的10輪合同談判,國家氣象局和國防科大簽訂了購機(jī)合同,購機(jī)經(jīng)費(fèi)3100萬元,既走軍民融合之路,又減輕國家科研負(fù)擔(dān)。1986年8月2日,意向書簽訂,標(biāo)志著“銀河-Ⅱ”計算機(jī)正式立項(xiàng)。再用相當(dāng)于別人數(shù)倍甚至數(shù)十倍的心血和汗水,付出、拼搏,終于在1992年11月,“銀河-Ⅱ”10億次巨型機(jī)研制成功。

很滑稽的一幕在國家氣象局出現(xiàn)了:

“銀河-Ⅱ”順利落戶國家氣象局,與原來國外進(jìn)口的巨型機(jī)僅隔一道玻璃墻。兩相比較,“銀河-Ⅱ”不僅實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行中長期天氣預(yù)報的目標(biāo),性能比外方機(jī)器更穩(wěn)定。那臺老式進(jìn)口機(jī)不多時就遭淘汰。中國成功打破發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖,讓自主創(chuàng)新說了一句硬話。

又是老伎倆,“回沖”,“銀河-Ⅱ”誕生幾天后,外方便宣布可以對華出口相當(dāng)水平的巨型機(jī)。我們終于可以回拒:不勞煩你們,我們的巨型機(jī)“一機(jī)獨(dú)大”屹立在我們自己的國土上!

3.一把“雙刃劍”,刺痛人心也臥薪嘗膽

老一輩拼搏、獻(xiàn)身超算事業(yè),讓楊學(xué)軍看在眼里。可還有一處激發(fā)他潛能的點(diǎn),是那些深刻在心上揮之不去的痛。

那是在改革開放之前,中國不得不將勘探得到的石油礦藏數(shù)據(jù)送到國外處理,費(fèi)用相當(dāng)昂貴。受制于當(dāng)時特殊的國際環(huán)境,中國的科學(xué)家了解國外巨型計算機(jī)發(fā)展的途徑也十分有限,買一臺回來則更不現(xiàn)實(shí)。胡慶豐教授回憶道:“這種億次的機(jī)器,人家根本不可能賣給你!”

那“玻璃房”的故事更是令幾代人蒙羞。

20世紀(jì)70年代末,我國某研究所從國外進(jìn)口了一臺高性能計算機(jī),外方以技術(shù)保密為由,要求為這臺機(jī)器建一個六面不透光的“安全區(qū)”,把機(jī)器鎖在玻璃房子里。由美國技術(shù)人員專門管理,中國人上機(jī)操作,必須在外方監(jiān)控下進(jìn)行。不得接觸機(jī)器和有關(guān)資料。他們始終控制著我國高新技術(shù)及其元器件的出口,死死地卡住中國發(fā)展的命脈。一種屈辱,正是中國超級計算機(jī)實(shí)現(xiàn)從追趕到超越的起點(diǎn)!

從此后——

每一次探索,都通向一條前人沒有走過的路;

每一回攀登,都是信心與勇氣的嚴(yán)峻考驗(yàn);

每一項(xiàng)成果,都蘊(yùn)含著長年累月的艱辛付出。

楊學(xué)軍是親眼看到過這玻璃房子的。廖湘科更是直接聯(lián)想曾經(jīng)上海外灘公園規(guī)定“犬不許入內(nèi),華人不許入內(nèi)”。國家、民族曾經(jīng)的屈辱,難道在我們這一代還要延續(xù)?決不!

可,他們還有更狠的——

“銀河-Ⅰ”億次巨型機(jī)沒有研制成功時,國際市場上,與它同等水平的巨型機(jī)售價驚人。而當(dāng)“銀河-Ⅰ”誕生后,國際市場上的巨型機(jī)立刻掀起一股“降價狂潮”,與其同水平的巨型機(jī)驟然降到數(shù)百萬美元。發(fā)達(dá)國家為何如此“放血”?其險惡用心就是要讓我們自己研制的巨型機(jī)失去市場,變成一堆廢鐵,從而失去發(fā)展的土壤,讓一個國家和民族永遠(yuǎn)仰人鼻息。

為什么,無論我們多么努力,相比美、日、英等國,總差那么“一點(diǎn)點(diǎn)”?那鄙夷的目光,指手畫腳、橫加指責(zé)的霸氣,成了多少人揮之不去的痛。它深深刺痛國人的心,也讓劍指眉心的我們臥薪嘗膽、奮起拼搏。

兩位年輕帥才行動了!

“銀河-Ⅲ”立項(xiàng)上馬的1992年,學(xué)校宣布了一個幾乎讓所有人都吃驚的決定:任命楊學(xué)軍為“銀河-Ⅲ”高性能計算機(jī)的總設(shè)計師。那一年,楊學(xué)軍才31歲!

老一輩力薦,領(lǐng)導(dǎo)同事信任??蛇@是扛鼎,扛的是國家和民族的尊嚴(yán),扛的是軍隊(duì)和百姓的命運(yùn)!楊學(xué)軍只覺得沉甸甸的,但他不會退縮!

好在,機(jī)遇也來了。

1993年,已經(jīng)演變?yōu)槿蚩萍肌皧W林匹克”的超級計算機(jī)的較量,成為國際競爭的戰(zhàn)略領(lǐng)域,其發(fā)展又遭遇“冰封”期,峰值進(jìn)入瓶頸,再上一點(diǎn)都難。各國為提高系統(tǒng)整體性能,只能依賴于加大系統(tǒng)規(guī)模。比如計算機(jī)體積有幾個足球場那么大,需要建一個專用的發(fā)電站才能滿足它的功耗;日本的“地球模擬器”,雖然一度搶占國際TOP 500排名第一,但其機(jī)房竟需要四層樓,銅質(zhì)電纜有上百公里長。

超算技術(shù)再跨越,需要新的體系結(jié)構(gòu)理論來支撐!這也意味著中國和美、日等發(fā)達(dá)國家處于同一起跑線,這機(jī)遇意味著,中國在超算領(lǐng)域決戰(zhàn)崛起、沖擊巔峰的時機(jī)已經(jīng)來臨!

盧錫城院士后來回憶道:“當(dāng)時,雖然沿著既往技術(shù)路線也能造出來,但卻很難突破更高性能的技術(shù)。如果走國際公認(rèn)的新一代巨型機(jī)的技術(shù)路線——大規(guī)模并行處理機(jī),則難度高、風(fēng)險大。及時抓住機(jī)遇,敢于為國分憂,勇于迎接挑戰(zhàn)是我們?nèi)〉贸晒Φ年P(guān)鍵所在。”

一個穩(wěn)健保險的方案出臺了:以千億次量級的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)百億次巨型機(jī),確保巨型機(jī)全面領(lǐng)先!戰(zhàn)略方案一確定,“科研攻關(guān),如同打仗攻山頭一樣,必須殺出一條血路!”作為總指揮,盧錫城帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)分析論證后,果斷選擇了新路線。

可是,兩大挑戰(zhàn)擺在團(tuán)隊(duì)面前:一是科研隊(duì)伍正值換代期;二是技術(shù)難度大?!耙?yàn)檫^去做的機(jī)器是向量并行的,現(xiàn)在要走大規(guī)模并行的技術(shù)路線,這是一個重大的跨越。在研制‘銀河-Ⅱ時代,能使用的器件是中小規(guī)模的,到‘銀河-Ⅲ,要自己來設(shè)計大規(guī)模集成電路。”楊學(xué)軍回憶說。

讓他們沒想到的是,這次探索的大規(guī)模并行處理機(jī),解決了上一代沒有聯(lián)機(jī)的磁帶子系統(tǒng),以適合石油勘探、地震預(yù)報、天氣預(yù)報等大量數(shù)據(jù)輸入、輸出的處理,這代機(jī)型,因此成為后來世界巨型機(jī)發(fā)展的主流方向。

一場沒有硝煙的戰(zhàn)斗打響了。

路由器通常被稱為是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐、巨大的立交橋和交通警察,要把南來北往的信息合理有效地調(diào)度。這里,把一個比特的信息當(dāng)作一輛汽車,他們要讓這座立交橋上的每個入口進(jìn)出25億輛汽車,要使這座立交橋每秒能通過400億輛汽車,而且不能發(fā)生阻塞,這種吞吐量在國內(nèi)前所未有。

面對這一高新技術(shù)難題,“銀河人”迎難而上。一支由40多名計算機(jī)專家、教授、博士、碩士組成,老中青相結(jié)合,平均年齡不到30歲的攻關(guān)隊(duì)伍,他們以最豐富的想象,最新的思維,大膽地提出了一個又一個創(chuàng)新方案。經(jīng)過對各種交換開關(guān)的性能進(jìn)行了詳細(xì)的模擬和比較,團(tuán)隊(duì)最終提出了超寬總線交換結(jié)構(gòu)和高效的大步仲裁算法;建起一整套硬件仿真環(huán)境,大大縮短了整機(jī)調(diào)試時間;將“立交橋”的結(jié)構(gòu)圖發(fā)布到每個路口處,使每個路口的管理員都能夠控制其他路口;將設(shè)想在模擬平臺上實(shí)現(xiàn),為高層軟件的調(diào)試建立了基礎(chǔ),使核心路由器在軟硬件上得到了最優(yōu)化的結(jié)合。

4個月一天天過去了,在計算機(jī)前,一群“癡人”、更是為國爭光的能人,眼睛熬紅了到水龍頭前沖一把;人累病了,只要不倒下,接著再干……

“麒麟操作系統(tǒng)”又進(jìn)入了主題攻關(guān),領(lǐng)銜主持的是嶄露頭角的廖湘科。

2002年,“銀河麒麟”總設(shè)計師廖湘科帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),創(chuàng)造性地提出可擴(kuò)展密碼服務(wù)框架的三態(tài)安全操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu),研制出國內(nèi)安全等級最高、軍用增強(qiáng)的技術(shù)路線。從硬件、軟件全面進(jìn)行自主研發(fā)的高性能安全服務(wù)器,打破了國外B級以上安全操作系統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)格封鎖。高安全的操作系統(tǒng),也保障了我軍重要信息的安全。成為我軍唯一選型,又成功應(yīng)用于航天測發(fā)控、電網(wǎng)調(diào)度等關(guān)鍵領(lǐng)域的操作系統(tǒng)。

不久,美國國會專門就“銀河麒麟”向美國政府呼吁,這個操作系統(tǒng)在軍隊(duì)的部署,已使美國網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)武器失效。

中國人干得漂亮!

強(qiáng)烈的“國家安全意識”,從“師哥”楊學(xué)軍那里就影響著廖湘科:“雖然說科學(xué)無國界,但高新技術(shù)、核心關(guān)鍵技術(shù),哪一項(xiàng)能買來、能引進(jìn)?面對國外的技術(shù)壟斷與封鎖,中國人只能挺起自強(qiáng)的脊梁!”廖湘科還回憶道,“當(dāng)年李國寬等一批專家教授告誡我,外國人要卡我們的脖子,一到核心器件、關(guān)鍵時刻就搞禁運(yùn),我們就要爭這口氣。如果我們不研制出來,就會給國家留下空白,將來必定受制于人?!眹野踩缇褪侵袊闳说呢?zé)任和擔(dān)當(dāng)。

接下來,“中國芯”——“瑞星”芯片軟件、“創(chuàng)新”防病毒卡(數(shù)據(jù)加密元件)以及“銀河玉衡”核心路由器(高速信息網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備)和“銀河麒麟”最高安全服務(wù)器,已被廣泛應(yīng)用于通信、電力、國防、航天、金融等領(lǐng)域,大大提高國產(chǎn)科技裝備的安全水平,有效預(yù)防和杜絕計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒的破壞傳染,“黑客”侵襲干擾。

改革開放以來軍方各大單位都相繼引進(jìn)不少西方電腦產(chǎn)品及各種軟件,花了大量外匯,隨之而來便滋生形形色色的病毒程序,造成極大危害。楊學(xué)軍在2002年第九屆全國人民代表大會上發(fā)言就提出“構(gòu)筑信息安全體系”的建議:建立統(tǒng)一的安全入口和病毒檢測方法;構(gòu)筑國家信息“防火墻”“數(shù)據(jù)加密”系統(tǒng);加固電子信息安全網(wǎng),提高電腦抗病毒能力;建立保密員制度,定期檢查系統(tǒng)是否“染毒”;組建自己的集成電路生產(chǎn)企業(yè),實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)化。

“麒麟”的研制過程中,一位研究員從電話里得到了女兒呱呱墜地的消息??墒?,操作系統(tǒng)的測試正處于關(guān)鍵階段,初為人父的他,在新生兒因感染性肺炎被送往隔離監(jiān)護(hù)室時,卻無法前去履行父親的責(zé)任。

一個星期后,他趕到醫(yī)院,一把抱住妻子和女兒。妻子問:“女兒取什么名字?”他早就想好了:“就叫安琪吧,女兒和‘麒麟都平平安安……”

二、跨越:“天河一號”從并跑到領(lǐng)跑

始終緊貼黨和國家戰(zhàn)略急需的謀劃,搶先布局自主可控信息系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)。下好先手棋、打好主動仗,搶占國防科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的制高點(diǎn)。

走進(jìn)國防科大的校門,能看到壁墻上鐫刻著習(xí)近平主席欣聞“天河二號”研制成功所做的批示:

學(xué)軍、建偉同志:

“天河二號”超級計算機(jī)系統(tǒng)研制成功,標(biāo)志著我國在超級計算機(jī)領(lǐng)域已走在世界前列。我對這一成績的取得表示熱烈的祝賀!向參加系統(tǒng)研制任務(wù)的全體同志致以誠摯的問候!希望你們總結(jié)經(jīng)驗(yàn),再接再厲,堅持以我為主,勇于自主創(chuàng)新,不斷強(qiáng)化前沿技術(shù)研究,為推動我國科技進(jìn)步、建設(shè)創(chuàng)新型國家作出更大貢獻(xiàn)。

習(xí)近平

2013年6月13日

學(xué)軍,就是“天河一號”的總設(shè)計師楊學(xué)軍??傇O(shè)計師是研制的靈魂。

1997年香港回歸前一個月,“銀河團(tuán)隊(duì)”以峰值速度每秒百億次、研制周期最短,宣告“銀河-Ⅲ”成功!2008年10月,科技部正式將千萬億次超級計算機(jī)“天河一號”的研制任務(wù)下達(dá)給國防科技大學(xué)。打破學(xué)科壁壘,整合優(yōu)勢資源,200多人的團(tuán)隊(duì)分成4個創(chuàng)新攻關(guān)小組,組成“聯(lián)合艦隊(duì)”,大團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn):五大硬件分系統(tǒng)、四大軟件分系統(tǒng),僅硬件就有3萬多塊印制板、8000多萬個元器件、4億多個焊點(diǎn)?!耙惶?個班,每周6天半?!鳖I(lǐng)導(dǎo)釘在一線,一干幾個晝夜幾乎是每個團(tuán)隊(duì)的常態(tài)。封閉攻關(guān)期間,一干就是大半年,連家人都見不到。

宵衣旰食的努力,終得回報。2010年11月16日下午,在美國新奧爾良市國際TOP 500組織正式發(fā)布的第36屆世界超級計算機(jī)500強(qiáng)排行榜上,“天河一號”位居第一,震驚了世界。

喜訊傳來,正在機(jī)房忙碌的同志們一片歡呼,中國人等待得太久了!楊學(xué)軍的眼圈濕潤了,這一刻,他抑制不住內(nèi)心的喜悅,即興賦詩一首:

夢幻天河彈指間,電閃巡地十億年。

濱海坐擁飛流急,倚天妙算出奇篇!

“天河一號”計算一天,微機(jī)需要計算160年。就共享存儲總?cè)萘慷裕疤旌右惶枴钡拇鎯α肯喈?dāng)于4個藏書量為2700萬冊的國家圖書館。中國科學(xué)院軟件所研究員張云泉說:“這是我國高性能計算機(jī)發(fā)展史上新的里程碑!”

美國早在20世紀(jì)90年代就提出了做千萬億次巨型計算機(jī)的目標(biāo),直到2007年才實(shí)現(xiàn)。截至2009年6月,世界上僅有3臺千萬億次的計算機(jī)。

兩年多后的2013年6月17日,最新公布的世界超級計算機(jī)500強(qiáng)榜單上,“天河二號”以持續(xù)速度每秒33.86千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算,勇挫美、德、日等國的超級機(jī),重返世界第一。

瞄準(zhǔn)世界科技發(fā)展前沿,敢為天下先、占領(lǐng)制高點(diǎn)。

1.高壓下,“聯(lián)合艦隊(duì)”拿下“巨無霸”

作為高新技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn),超級計算機(jī)不斷提高運(yùn)算速度的過程中,峰值過千萬億次是一個難以逾越的“瓶頸”,是量到質(zhì)的飛躍。要想沖關(guān),必有絕活!楊學(xué)軍、廖湘科們來了一場智慧狂瀾和膽識風(fēng)暴——“CPU+GPU異構(gòu)融合體系”。

從“銀河”到“天河”的五次大跨越,世界巨型計算機(jī)發(fā)展規(guī)律是每十年性能高一千倍。如果2000年國際先進(jìn)水平是一萬億次,到2010年肯定會達(dá)到千萬億次級。

2006年,國家制定了“兩步走”戰(zhàn)略。而以楊學(xué)軍為主的總師組,有了一條“CPU+GPU”的技術(shù)創(chuàng)新路線:將進(jìn)行計算的CPU(中央處理器)和處理圖像的GPU(圖像處理器)相融合,以此獲得高效率的計算結(jié)構(gòu)。融合所發(fā)揮的效能,胡慶豐教授打了個比方:“CPU相當(dāng)于主火箭,GPU相當(dāng)于一個助推器,主火箭捆綁一個助推器,來增強(qiáng)它的計算能力?!?/p>

他們心里明白,亦步亦趨永遠(yuǎn)差那么“一點(diǎn)點(diǎn)”,就永遠(yuǎn)受制于人。從每秒10萬億次直接沖刺每秒1000萬億次,彎道超車雖是冒險,100倍的跨越卻是不多的機(jī)遇。極富創(chuàng)意甚至有點(diǎn)冒險的戰(zhàn)役,太有魅力!

翻100倍,直接向1000萬億次沖鋒,實(shí)現(xiàn)歷史性大跨越!

“這跨越,不是通過單純擴(kuò)大規(guī)模來實(shí)現(xiàn),而是需要改變整體結(jié)構(gòu)。我們采用了全新的多陣列可配置協(xié)同并行的體系結(jié)構(gòu)?!绷蜗婵平o我們解釋。2006年,在國際超級計算機(jī)速度達(dá)到百萬億次,我們尚未突破十萬億次,跨越到千萬億次,還要具備構(gòu)建下一個量級——萬萬億次計算能力,這個想法,超算強(qiáng)國美、日、英都不敢想。事實(shí)上,這個創(chuàng)新結(jié)構(gòu)成就了“天河一號”,也成就了下一代高新計算機(jī)的主流結(jié)構(gòu)。

這是一次拼膽識、拼韌性、未雨綢繆的超前大謀劃;

這是一次不畏強(qiáng)敵、突破自己、實(shí)現(xiàn)超越的大跨越。

其實(shí),對“銀河人”來說,這并不是第一次。當(dāng)年的慈云桂帶領(lǐng)大家研制“遠(yuǎn)望一號”遠(yuǎn)洋測量船中心計算機(jī),不也是從每秒萬次直接向每秒100萬次沖刺?同樣100倍的跨越,難度比我們今天大得多。

拼,拿出性命也要拼!

可是,真到實(shí)驗(yàn)里,劍走偏鋒的怪棋并不好走。

“要占領(lǐng)制高點(diǎn),必須盡快跨越,研制千萬億次計算機(jī)?!弊钤缣岢觥癈PU+GPU異構(gòu)融合體系”的楊學(xué)軍說這話的時候,已帶著“炸藥包”,要炸出一條血路!

“炸藥包”是一篇論文。2007年6月,楊學(xué)軍的《64位流處理器體系結(jié)構(gòu)研究》,發(fā)表在國際計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)年會(ISCA)上,并被一家國際權(quán)威期刊收錄。這是ISCA收錄的第一篇來自中國研究機(jī)構(gòu)、由中國學(xué)者獨(dú)立完成的學(xué)術(shù)論文,也是計算機(jī)發(fā)展史上第一個由中國人提出的“異構(gòu)融合體系”理論。中國科學(xué)家,為世界超級計算機(jī)技術(shù)突破“冰封期”提供了嶄新的思路。

中國與世界計算機(jī)強(qiáng)國開始了巔峰對決!

在超級計算機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì),攻克一個難關(guān)就是翻越一道墻,如內(nèi)存墻,功耗墻,造價墻,占地墻。這些墻都在一個整體里,翻越過去,它們怎么融洽相處?怎么協(xié)同作戰(zhàn)?

組聯(lián)合艦隊(duì),抱團(tuán)突圍——硬件與軟件、工程設(shè)計與工藝制作、一線科研人員與服務(wù)保障人員,整個大局一盤棋,既分工又合作,心往一處想,勁往一處使,擰成一股繩;建立行政、技術(shù)、質(zhì)量三條指揮線,實(shí)施矩陣式指揮管理體系,又要科學(xué)統(tǒng)籌進(jìn)度;超算機(jī),提高計算效率是技術(shù)瓶頸;GPU,更是計算效率的“腸梗阻”。9個分系統(tǒng)攻關(guān)小組定期“諸葛亮?xí)?,集思廣益“二五八”、難題會診“三六九”。

可是,具體到攻克每一個“山頭”,山真高、路真陡啊。

楊燦群是“聯(lián)合艦隊(duì)”軟件研發(fā)組組長,2007年,總師給他下達(dá)一項(xiàng)任務(wù):評測GPU的計算性能。

GPU只是一顆普通的芯片,與配套的存儲器和外圍電路構(gòu)成顯卡才能使用。像一個廟里,“和尚多了沒水喝”,機(jī)組里CPU本來很賣力,一加進(jìn)GPU,連原來的“和尚”都不挑水,效率始終在20%這個點(diǎn)上徘徊。一個15人的“突擊隊(duì)”來了一次長達(dá)4個月的“閉關(guān)”。主攻方向:調(diào)動GPU這群“懶和尚”的積極性,讓它們多“挑水”;項(xiàng)目領(lǐng)隊(duì):軟件專家、項(xiàng)目組長楊燦群。

這幫遠(yuǎn)離家、躲開熟人的小隊(duì)伍,整天貓在那棟三層小樓里,眼睛只盯著顯示屏,從早上7點(diǎn)盯到午夜、次日凌晨。連續(xù)數(shù)日沒有戰(zhàn)果,急壞了領(lǐng)隊(duì)楊燦群。他躺在床上輾轉(zhuǎn)反側(cè),閉上眼睛滿腦子還是那些波濤般翻滾的數(shù)據(jù)。突然,他隱隱覺得下午眼簾上滾動的一些數(shù)據(jù)低于設(shè)計目標(biāo),他一骨碌爬起來連線辦公室電腦,果然發(fā)現(xiàn)GPU一部分計算資源被忽略沒用起來。興奮難抑的楊燦群,當(dāng)夜著手程序優(yōu)化……

2009年9月30日晚,楊燦群加班到次日凌晨5點(diǎn)多,太累了,連閱兵都沒法看,心里一直想著3072個節(jié)點(diǎn),為什么合在一起整體計算,就算一把退一把、算一把錯一把?瓶頸階段的關(guān)鍵技術(shù)不穩(wěn)定,讓他吃不香、睡不著,病了也還熬著……

自己實(shí)在是滿負(fù)荷工作,疲勞至極,真盡力了。突然,“疲勞”二字,像精靈一樣跳出來。對,芯片不也跟人一樣,只想讓它不停歇工作,不調(diào)節(jié)、不“安撫”,如眼下自己的身體,也在“罷工”,何況那些“懶和尚”。

從逆向思維、人性化考慮這個問題,又像小孩兒學(xué)走路,開始不能太快,緩慢走穩(wěn)了,才能走踏實(shí)、走得遠(yuǎn)。汽車、飛機(jī),突然剎車、緊急降落,阻力和拉力跟上才能維持平衡。GPU也有生命,供電足不足?糧草夠不夠?電壓夠不夠匹配?對,節(jié)奏!調(diào)慢點(diǎn),穩(wěn)下來。想到這,楊燦群把整個節(jié)奏均衡好,尤其注重過渡狀態(tài)的每個節(jié)點(diǎn)。

封閉攻關(guān)的歲月里,先后歷經(jīng)無數(shù)次實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)優(yōu)化8萬余次,終于發(fā)現(xiàn)“和尚”們的運(yùn)動規(guī)律,找到了“CPU+GPU”高效協(xié)同優(yōu)化的突破口。解決了超級計算機(jī)CPU間高速高效互聯(lián)通信的世界難題!

再優(yōu)化,計算效能提升到每秒1890萬億次;再攻關(guān),每秒2339萬億次,已經(jīng)大大超出“美洲虎”的1767萬億次。這已經(jīng)是一個很不錯的峰值了,此時的“天河一號”已是事實(shí)上的世界第一了。

楊教授與同事們并不滿足,他們認(rèn)為“天河一號”仍有潛力可挖。只有把“美洲虎”甩得更遠(yuǎn),“天河一號”拿世界第一才更有把握。

性能優(yōu)化仍在繼續(xù),但進(jìn)展還是艱難。

北京處處都高速。這天,楊教授的車在京津高速路上飛奔,通過一個十字路口時,楊教授腦海里突然閃現(xiàn)出一個靈感——如果把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)比作城市交通樞紐,網(wǎng)絡(luò)路徑就是一條條城市干道,這些干道的交會點(diǎn),往往就是交通擁堵源,車輛只有合理放行才能保證交通暢通。“關(guān)注網(wǎng)絡(luò)路徑,修改參數(shù),進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化……”楊教授的電話當(dāng)即打到正在進(jìn)行性能測試的同事手上。當(dāng)晚12點(diǎn)多,新的測試結(jié)果出來,果然,速度達(dá)到每秒2490萬億次,第二天又有新結(jié)果——每秒2507萬億次,計算效率達(dá)到了53.3%。

漲,漲!廢寢忘食、揪心扯肺,就是為了這些數(shù)值的攀升?!敖裉鞚q了嗎?”成為楊燦群團(tuán)隊(duì)碰面習(xí)慣的“問好”,不知道的還以為他們是炒股高手。

這下,每天24小時換人不停機(jī)地分析數(shù)據(jù)、調(diào)整代碼、反復(fù)測算。到2010年10月30日,在向TOP 500組織遞交性能測試結(jié)果截止日之前,他們再下一城,將系統(tǒng)計算效能優(yōu)化提高到了每秒2566萬億次,計算效率達(dá)到54.6%的世界最高水平。正是憑借這一數(shù)據(jù),“天河一號”摘得世界第一的桂冠。

其實(shí),GPU的計算效率的最高值,國際上一般能達(dá)到20%,他們最后提高到70%以上,創(chuàng)造的是新的世界奇跡!

不停歇,再闖關(guān)。

超級計算機(jī)要CPU+GPU算得快,還要有個快捷通暢的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),讓各種信息在“立交橋上”跑得快。正這時,被稱為千萬億次超級計算機(jī)“通信網(wǎng)絡(luò)立交橋”的新型交換機(jī)方案出了問題:美國芯片制造商公開反對,他們的技術(shù)工程師甚至跳出來作梗阻撓。

走自己的設(shè)計路線?一切要從頭探索,創(chuàng)新難度大、風(fēng)險高。按美國人的方案?成功有把握,但沒有創(chuàng)新和優(yōu)勢,還后患無窮。

想永遠(yuǎn)甩掉別人的束縛,就得靠我們自己!走自我創(chuàng)新之路。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就連最年輕的90后都說出:“你不讓搞,我還偏要做出來,讓你們看看中國超算人?!?/p>

10個月,突破多核多線程系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù),異構(gòu)融合體系結(jié)構(gòu)、基于高階路由的高速互聯(lián)通信這個國際難題,也就是64位8核“飛騰-1000”通用CPU,成功試用到“天河一號”上。我們新一代超算機(jī),才有自己的技術(shù)“核心”和妥妥的“中國芯”。

一系列的難題像占領(lǐng)山頭的鐵軍,小暗堡、小頑抗一個個被順手拿下:

研制成功高階互聯(lián)交換芯片、高性能互聯(lián)接口芯片;

研制成功4類節(jié)點(diǎn)機(jī)、2套網(wǎng)絡(luò)、15種印制電路板;

相應(yīng)的操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、并行程序開發(fā)、環(huán)境與科學(xué)計算可視化系統(tǒng)……

“假如人生能實(shí)現(xiàn)一個夢,我的這個夢,就是讓中國在世界高性能計算領(lǐng)域擁有一席之地?!?0年前,慈云桂教授這樣說道。如今,“奮勇拼搏,敢于挑戰(zhàn),用創(chuàng)新成果滿足國家和軍隊(duì)緊迫需求,這是‘銀河人應(yīng)有的擔(dān)當(dāng),也是‘銀河精神更深層次的傳承?!绷蜗婵普f。

“天河”誕生后的短短一年里,CPU+GPU的異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)已成為國際千萬億次超級計算機(jī)的主流結(jié)構(gòu)。而生產(chǎn)GPU的美國廠商英偉達(dá)公司,也因此身價大漲。

美國用7年時間研制千萬億次機(jī),中國研制“天河一號”一期系統(tǒng)只用了4年,技術(shù)升級和系統(tǒng)優(yōu)化到二期系統(tǒng),僅用了1年。大跨越、高效率,“銀河人”創(chuàng)造了又一個驚人的中國速度!

外國人不能不佩服,在超級計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的路上,中國這臺火車頭,拉著世界往前跑。

可“銀河人”不敢松懈,為了下一個更美的夢想,直到今天,國防科大的“天河樓”,每天凌晨都是燈火通明。很多新成果,都在凌晨三四點(diǎn)鐘產(chǎn)生……

2.創(chuàng)智攻堅,鏖戰(zhàn)“中華軍芯”

2010年,攻關(guān)到關(guān)鍵節(jié)骨眼上,校黨委推薦、時任中央軍委主席胡錦濤任命,廖湘科成為這個工程的總指揮和常務(wù)副總設(shè)計師。

從此,楊學(xué)軍、廖湘科倆捆綁成一個人,舍命往前撲。

“能力很強(qiáng)!”這是同事們對廖湘科的一致評價。計算機(jī)學(xué)院教授張民選回憶說,一次“銀河-Ⅲ”調(diào)機(jī)時,發(fā)現(xiàn)一個硬件設(shè)計缺陷影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行,在無法替換硬件的條件下,廖湘科竟帶領(lǐng)軟件隊(duì)伍,用“打補(bǔ)丁”的方法避免這一缺陷。

當(dāng)時的廖總指揮,已是積累了幾十萬字的學(xué)習(xí)資料、善于思考和認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)院帶頭人。在“天河一號”的系統(tǒng)研制中,廖湘科目光緊盯技術(shù)前沿,提出了當(dāng)時國際領(lǐng)先的虛擬化網(wǎng)絡(luò)計算支撐技術(shù)和多層次大規(guī)模系統(tǒng)RAS技術(shù)方案。當(dāng)這一核心技術(shù)有了突破,“天河一號”才真正實(shí)現(xiàn)從百萬億次到千萬億次的跨越。

廖湘科整天泡在機(jī)房查程序,機(jī)房儼然成為他的第二個家。有一句打趣話很著名:“查程序就像玩游戲一樣,是會上癮的?!辈唤?jīng)意的一句話,給人以豐富的想象:那無數(shù)次的加班、熬夜,在這“上癮”二字的掩護(hù)下,變成自得其樂的陶醉。而其間的種種困難,也因?yàn)椤吧习a”,轉(zhuǎn)成輕描淡寫的略筆。但誰能說這“上癮”不是一個科研人員,成就我國高性能計算機(jī)的踏實(shí)履痕?

不久,他特別能戰(zhàn)斗的團(tuán)隊(duì)中,有人說出同類話:技術(shù)報國,我們也會上癮!

“上癮”的大有人在,教授陳書明算一個。

專以扭轉(zhuǎn)我軍武器裝備核心元器件受制于人的被動局面為己任,陳書明報效國防科技事業(yè)36年,帶領(lǐng)高性能微處理器創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),專鑄“軍芯”,打造我們自主研發(fā)的“中國芯”。

20世紀(jì)90年代,西方國家對我實(shí)施禁運(yùn),我軍某型戰(zhàn)機(jī)研制因缺少核心芯片而受阻,“中華軍芯”的任務(wù)被軍委提上日程。兩年時間,飛機(jī)要用國產(chǎn)芯片上天,這是什么難度!國內(nèi)傳統(tǒng)的芯片研制單位都不敢接這個任務(wù),此時陳書明一席話中肯又有力:“別人的芯片買不來,買來了用著也不放心,外國人能做成的,我們一定也能!”他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在誓師大會上臨危受命——一定要實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)核心芯片國產(chǎn)化替代!

可是,每一步都那么難。

圖紙鋪開有幾個足球場那么大。當(dāng)時,沒有先進(jìn)的工具軟件,芯片設(shè)計只能靠手工繪圖,桌上展不開,陳書明就趴在地上畫圖紙,一趴就是幾十天,手肘膝蓋硌青了磨破了,眼睛盯著圖紙時間長了頭暈?zāi)垦#乘嵬磳?dǎo)致人都站不起來,每次想要去吃飯,都要坐在地上休息一下才敢動。就是在這種人力物力、技術(shù)支撐極度匱乏的條件下,陳書明等人僅用不到兩年的時間,研制出我國首款用于戰(zhàn)機(jī)的芯片??粗覀兊膽?zhàn)機(jī)已成為我空軍主力機(jī)型,馳騁在祖國藍(lán)天,陳書明和他的團(tuán)隊(duì)哽咽了,淚水模糊了雙眼。

作為國防科技大學(xué)微電子和固體電子學(xué)學(xué)科的主要創(chuàng)建人和領(lǐng)軍者,陳書明對自己的要求近于苛刻,他知道,這“芯”,是耐心配細(xì)心、核心配精心,對細(xì)節(jié)只能精益求精??蒲兄心呐乱粋€細(xì)小的疑點(diǎn)都不能放過,他甚至經(jīng)常深夜給同事打電話一起約到現(xiàn)場解決問題。

在技術(shù)路線上的高瞻遠(yuǎn)矚使陳書明團(tuán)隊(duì)在正向兼容DSP設(shè)計技術(shù)、抗輻照單粒子加固技術(shù)、自主指令集多核萬億次DSP結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平,為其承擔(dān)國家重點(diǎn)項(xiàng)目研制任務(wù)積累了雄厚基礎(chǔ)。

機(jī)會從來就是給有準(zhǔn)備之人。

陳書明早在“十五”期間就布局開展輻照機(jī)理及加固技術(shù)的研究,抗輻照高性能DSP是空間輻射環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信息處理的核心關(guān)鍵元器件之一,是發(fā)展航天工程的基石,他的準(zhǔn)備是有眼光的。2009年國家用于宇航器的抗輻照芯片重大專項(xiàng)任務(wù),責(zé)無旁貸地落在了陳書明和他的團(tuán)隊(duì)肩上。

可從此坎坷不斷,甚至整個團(tuán)隊(duì)被逼到了絕境。

那是一個深秋10月,難度最大的頂層時序問題終于暴露出來,由于設(shè)計規(guī)模巨大,工具軟件失去作用,如果放松要求,必然達(dá)不到設(shè)計目標(biāo),而一味堅持目標(biāo)又幾乎不可能實(shí)現(xiàn),團(tuán)隊(duì)成員近乎絕望。

別人可以絕望,陳書明不能!

作為帶頭人,他主動承擔(dān)起這空前的壓力。把自己關(guān)在辦公室,仔細(xì)分析設(shè)計數(shù)據(jù),梳理數(shù)據(jù)流向,精確推斷進(jìn)度,頂著巨大壓力和風(fēng)險,提出了頂層設(shè)計的一攬子新方案。總體設(shè)計推倒重來,伴著很大風(fēng)險,一系列相關(guān)設(shè)計也要重來。

經(jīng)過細(xì)致評估,陳書明毅然決定按新的頂層設(shè)計執(zhí)行。

時間緊,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)“高效,再高效”“精細(xì),再精細(xì)”,把高難度的科研攻關(guān)變成每天工作常態(tài),另加“閉關(guān)修煉”,斷絕與外界聯(lián)系,沒有周末和節(jié)假,沒有白天和黑夜,一個團(tuán)隊(duì),心里、腦子里只有那顆芯片!

經(jīng)過一個月的艱難角逐,時序違反的路徑從2萬多條,逐漸收斂到幾千條、幾百條,最終完全收斂了下來。

突圍出來的陳書明像歷險歸來,他感慨:“這就是打仗,科研崗位就是戰(zhàn)場,不僅要艱苦攻關(guān),還有流血犧牲?!?/p>

說到這,才是他最痛的。團(tuán)隊(duì)成員中李振濤、胡封林得了心臟病,扈嘯低血糖暈倒在辦公室……陳書明自己也得了糜爛性胃竇炎,完成任務(wù)后才到醫(yī)院治療。早年和陳書明戰(zhàn)斗在一起的老戰(zhàn)友有的已不在人世……

又是兩年時間,我國第一款宇航級數(shù)字信號處理器誕生。完成任務(wù)的陳書明連氣都沒松一口,又朝著下一顆“芯片”進(jìn)發(fā)了。“不敢歇?dú)獍?,芯片研制事關(guān)重大,我們不提前趕超,多準(zhǔn)備些,哪一天被別人卡了,就被動了?!?/p>

就這么主動出擊,就這么決不停歇,讓他們連續(xù)完成:

我國第一顆正向全兼容DSP芯片;

第一顆軍用異構(gòu)多核DSP芯片;

第一顆抗輻照高性能DSP芯片。

一個胸懷祖國、志在“軍芯”的自主創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),在不斷創(chuàng)造第一的奇跡中實(shí)現(xiàn)“中華軍芯”的跨越式發(fā)展。

3.為超算,許多人倒在拼搏的路上

“天河團(tuán)隊(duì)”平均年齡只有32歲,博士占60%以上。在總師組,有兩位副總師才剛30歲出頭,在一線攻堅克難的都是30歲左右的年輕人。正是年輕的他們,常常把自己封閉起來,足不出戶,潛心攻關(guān),硬是憑著一股“不破樓蘭終不還”的決心和勇氣,突破掌握了一系列關(guān)鍵技術(shù)。

時光流轉(zhuǎn),“銀河”躍“天河”,全是在一條精神河流里奔涌,那就是“銀河精神”。這精神形成于研制億次巨型機(jī)的全過程,但追根溯源,它在建造超級計算機(jī)之初已慢慢萌芽。那是多少視國家榮譽(yù)高于一切的科研人做出巨大犧牲才得來的。

一位副總設(shè)計師,患有糖尿病等多種疾病,在“天河一號”二期硬件系統(tǒng)安裝調(diào)試期間,在中心機(jī)房整整堅守了半年時間,起五更爬半夜,生活、飲食不規(guī)律,導(dǎo)致病情不斷加重。他一直不離開攻關(guān)崗位,直至從美國傳來“天河一號”名列榜首的消息,他才走出機(jī)房,住進(jìn)醫(yī)院。一個小伙子做了手術(shù),不能站立也不能久坐,就跪著趴著干活。一位年輕的碩士生,長期在嘈雜環(huán)境中熬夜,頭發(fā)一把把地掉也全然不顧。

這是一群信仰堅如磐石、任何誘惑都動搖不了的軍人。很多人覺得,恪守“銀河精神”的他們有點(diǎn)傻。他們可以有更多的選擇:跳槽到企業(yè)、轉(zhuǎn)業(yè)到地方、出國時留下……

1990年,還是講師的廖湘科在深圳出差,一家合資企業(yè)的經(jīng)理看中了他,并許以非常優(yōu)厚的待遇,但他卻婉拒了;鄧讓鈺是微處理器領(lǐng)域高端研發(fā)人才,他數(shù)次拒絕誘惑,潛心投入攻關(guān);王睿伯是系統(tǒng)軟件領(lǐng)域的佼佼者,他說:我們首先是軍人,然后才是科研員。超算是我們的事業(yè),我們的使命,只要國家需要,我們都會義無反顧。

“關(guān)鍵取決于你的價值取向,你的人生定位?!睆垶槊窠淌谡\懇地說,“任何一個國家都需要軍隊(duì),而軍隊(duì)永遠(yuǎn)是負(fù)有特殊使命的。既然選擇了綠軍裝,就得獻(xiàn)身國防。我們泱泱大國,總要有更多的人堅守一些東西?!?/p>

胸懷祖國的人生理想、獻(xiàn)身國防的目標(biāo)定位,使這幫科研人以苦為樂、甘于奉獻(xiàn)。就像鄧教授的總結(jié):“我們的工作狀態(tài),一個字——累;兩個字——快樂;一句話——苦并快樂著。”

不僅他們自己,他們的家人也都在為他們和他們的事業(yè)默默付出和犧牲。

1994年,“銀河-Ⅲ”立項(xiàng)上馬,31歲的楊學(xué)軍擔(dān)當(dāng)大任,工作壓力可想而知。當(dāng)時,女兒剛6歲,妻子也是研制團(tuán)隊(duì)的骨干。兩人誰都沒有時間料理家務(wù)、照管孩子。經(jīng)過反復(fù)思考和商量,楊學(xué)軍動員在老家當(dāng)中學(xué)老師的母親提前退休,來長沙為他們照顧孩子。

“當(dāng)時,處于一個非常矛盾的境地,當(dāng)時媽媽54歲還沒到退休的年齡……媽媽靠自學(xué)考取了教師資格,擔(dān)任初中數(shù)學(xué)老師的她還是全國優(yōu)秀教師。關(guān)鍵,她熱愛崗位、熱愛學(xué)生,是學(xué)校和孩子們離不開的人?!睏顚W(xué)軍說起這些,滿懷愧疚。后來,母子倆陷入空前的兩難:一個知道母親的難處,一個知道兒子的志向。最后,母親流著淚辭了職,只身南下。“我覺得,學(xué)軍的事是國家的大事,我做出犧牲,雖有不舍但也值得!”

偏偏,“天河一號”研制期間,楊學(xué)軍中風(fēng)癱瘓的父親身體越來越差,老人怕兒子分心,執(zhí)意回老家女兒家養(yǎng)病。那時,楊學(xué)軍正在機(jī)房里忙得昏天黑地。不久,老人駕鶴西去,心如刀割的楊學(xué)軍趕到老家,“咚——”地跪倒在父親的靈柩前,痛哭失聲、磕頭不止。他能說什么?他能請求父親原諒?一頭是國,一頭是家,自古忠孝難兩全!

在“銀河團(tuán)隊(duì)”,誰沒有過這樣的愧疚,誰沒有對親人的犧牲,誰沒有過動人的堅守,誰沒有過毅然的舍棄?

同樣的兩難也發(fā)生在周興銘的身上。也是在機(jī)房里拼命的時候,小妹突然離世,母親痛得如同死了一回。把母親接到了長沙,她不習(xí)慣執(zhí)意回了上海。母親孤身一人,整日郁郁寡歡,不久也患上了癌癥。老人希望兒子調(diào)回上海,但“銀河-Ⅱ”也需要他這個總設(shè)計師!無奈之下,周興銘動員妻子轉(zhuǎn)業(yè),回上海照顧老人。妻子哪舍得,背著丈夫流淚,含著微笑告別……她最終脫下心愛的軍裝,離開丈夫,丟下事業(yè),帶著兩個孩子回去照顧婆婆。用一個女人孱弱的身軀,為丈夫的事業(yè)撐起了一片藍(lán)天。

周興銘31歲才結(jié)婚,婚后不久便開始“8年抗戰(zhàn)”,151計算機(jī)讓夫妻長期兩地分居。沒承想,到50歲又過起了單身生活。一個人在長沙,他深夜回到家里想喝口開水,提起暖瓶才發(fā)現(xiàn)是空的。干脆把辦公室和機(jī)房當(dāng)成家。餓了,隨便吃幾塊餅干;困了,找個地方打個盹。實(shí)在需要補(bǔ)充營養(yǎng)了,燉上一大鍋牛肉,放冰箱里,連續(xù)吃上一星期。他家的柜子上、桌子上、床上,除了圖紙,就是各種資料,哪像一個家,整個就是一間研究室。

那是一個元旦,早上踏著雪去食堂吃飯,走近一看,食堂關(guān)門不開飯,全休假了。他倒十分樂觀,全軍調(diào)過來的師以上的干部到學(xué)校都沒帶家屬。橋頭小店弄個房間、擺個圓桌,六七個干部到吃飯時就來,帶點(diǎn)咸菜再炒倆菜,坐在一起聊著聊著,又開起了臨時工作會……

1992年11月18日,“銀河-Ⅱ”計算機(jī)鑒定正式揭幕,周興銘帶著一臉倦容從機(jī)房里走出來,出現(xiàn)在專家面前。他一開口,話語是那么擲地有聲:“只有能戰(zhàn)勝任何艱難困苦,為了國家和民族的利益,勇于犧牲一切私利,乃至生命的英雄群體,才能研制出高水平的巨型計算機(jī)!”

是的,用生命!

這個過程如此悲壯。緊張的攻關(guān)途中,多位同志積勞成疾,倒在了崗位上,再也沒有起來。

患肝炎、癌癥、肺病等英年早逝的,35歲的俞午龍、40歲的張樹生、41歲的王育民、43歲的蹇賢福、49歲的鐘士熙……一位老教授沉痛地說:“銀河”機(jī)房地下的英靈們,可以組建一支“銀河研究隊(duì)”了。

沖刺關(guān)頭,重病在身的蹇賢福副教授,不顧眾人勸阻,忍著癌細(xì)胞吞噬軀體的劇痛,將科研資料搬到了病房。他說,“剩下的時間不多了,要抓住有限時間為‘銀河的研制多做些事”。化療讓他無力支撐身體,為把自己親自積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)整理留給戰(zhàn)友,靠在床頭握筆的手不停顫抖,他仍堅持寫。瘦成干柴的手,快托不起厚厚的5個大本子,當(dāng)看到戰(zhàn)友含淚接過,他微笑又安詳?shù)亻]上了疲憊的眼睛。

步步是坎的攻關(guān)路上,有人以健康和生命做加速器,去贏得國家的尊嚴(yán),去實(shí)現(xiàn)人民的期盼。

年僅35歲的講師俞午龍就是一個。為設(shè)計出更優(yōu)的運(yùn)算控制系統(tǒng),他連續(xù)5天5夜沒有合眼。到了第6天深夜,妻子實(shí)在看不下去,從床頭柜里拿出剪刀,一把搶過桌子上的圖紙,沖著他吼:“你再這么干,我就把這些圖紙剪掉!”小俞只得順從地躺了下來。第二天一大早,他出差了。他這一去病倒在出差的路途上,就再也沒回來。彌留之際,他握著妻子的手說:“我實(shí)在太累了……”

“銀河-Ⅰ”的總設(shè)計師、我國巨型計算機(jī)之父慈云桂,生命的最后一刻還在工作,73歲的他把一生獻(xiàn)給了超算事業(yè),也是太累,心臟病發(fā)作……鑒于他所做出的重要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),國際人工智能學(xué)術(shù)會議專門為他默哀三分鐘。

在巨型機(jī)研制征途上,在初心不改生命倒下的地方,有永恒的精神在傳承,有聳立的豐碑永不朽!

倒下一個,站起一片?!般y河精神”就是從這個悲壯的年代開始生根,萌芽,發(fā)展起來,再匯聚成一股無形的力量,影響著一代代“銀河人”。

像一束火炬,默默地燃燒;用生命星光,把夜空照亮;如一群星光,融入星光璀璨的銀河。

從億次到千萬億次,從“銀河”到“天河”,創(chuàng)造讓世界為之驚嘆的“中國速度”。

“中國速度”,又絕不是簡單的計量單位——

是他們?yōu)閲屡士萍几叻宓男涯繕?biāo)刻;

是他們?nèi)瓐髧膭×姨鴦拥念l率!

更是對國家的忠誠和使命付諸在自主創(chuàng)新的“魂魄”。

三、跨越:“天河二號”從奔跑到領(lǐng)跑

要牢牢扭住國防科技自主創(chuàng)新這個戰(zhàn)略基點(diǎn),大力推進(jìn)科技進(jìn)步和創(chuàng)新,為戰(zhàn)斗力建設(shè)服務(wù)。努力在前瞻性、戰(zhàn)略性領(lǐng)域占有一席之地。

高性能計算機(jī)是個充滿火藥味的競爭領(lǐng)域,不能松氣,一口氣都松不得,因?yàn)椤3值谝槐饶孟碌谝?,更難!

2010年11月,“天河一號”高性能計算機(jī)系統(tǒng),以絕對優(yōu)勢超過美、日、英同類機(jī)。但這第一的桂冠只保持了短短的7個月。“天河一號”被日本的“京”超過。此后,美國的“紅杉”和“泰坦”又先后奪得頭名,排名世界第一。對于國人來說,這一天似乎來得有點(diǎn)快——僅僅幾個月,“天河一號”就失去了全球最快的“桂冠”。

各方議論沸騰,可“天河人”卻出奇的平靜。“天河一號”副總設(shè)計師胡慶豐教授淡淡地說:“誰都只是暫時領(lǐng)先。”這意味著這個頂尖科技領(lǐng)域你追我趕、你超我再超的局面炙手可熱、充滿火藥味。它隨時都會被超越,更難免有硬件與軟件的意外故障,8000萬個元器件和4億多個焊點(diǎn),如此精密的龐然大物不能有一絲差池。

那天晚上,“天河樓”的燈光比平時熄得更晚一些。猶如7個月前“天河一號”獲得世界排名第一時一樣,面對紛至沓來的賀電、親朋好友的祝福,他們沒有沉醉。那晚,像任何一個平常的夜晚,加班攻關(guān)的燈光依舊亮到第二天……

大志無言,這平靜中蘊(yùn)藏著巨大的力量。在“天河人”眼中,“被超越”只是新一輪超越的開始!

副總設(shè)計師胡慶豐對我們說:“世界第一并不是最終追求,我們更看重的是第一背后有自主創(chuàng)新的技術(shù)支撐,而不是簡單的技術(shù)堆砌。在科技前沿領(lǐng)域,強(qiáng)國交替領(lǐng)先是一種常態(tài),我們的目標(biāo)是讓超級計算機(jī)的自主創(chuàng)新技術(shù)始終名列前茅?!?/p>

我們做到了,在此之前的20年,無論順境還是逆境,是成功還是失敗,全力以赴咬住一個目標(biāo):用自主創(chuàng)新的國產(chǎn)貨取代充滿危機(jī)的進(jìn)口貨。

如果說,“銀河玉衡”路由器、“銀河智能工具機(jī)”、“銀河麒麟”操作系統(tǒng)的自主研制,是我們在信息領(lǐng)域自主可控的路上邁出的第一步的話,那么,“飛騰”系列CPU、高階互聯(lián)交換芯片、高性能互聯(lián)接口芯片的自主研制,則為“天河二號”最終超常發(fā)揮、驚艷世界奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

廖湘科說:“在超級計算機(jī)的巔峰對決從來沒有止境,中國已將王者風(fēng)范銘刻史冊。即使被別國超過,名次已不重要,重要的是在世界超算領(lǐng)域中,我們就是一座高峰,穩(wěn)坐世界強(qiáng)國之列,被世界各國當(dāng)最大的對手,這高度和格局很重要?!?/p>

到自己真正接手團(tuán)隊(duì),廖湘科才深有體會?!皼]有哪一代人能像我們一樣,20歲到50歲之間,趕上國家發(fā)展步伐之巨大,這才是我們足夠的支撐、廣闊的空間和真正的機(jī)遇。作為超級計算機(jī)的‘國家隊(duì),好比家中的長子,任務(wù)越重、挑戰(zhàn)越大,越要扛鼎。受累多一點(diǎn)也是幸福的?!?/p>

另一段話說得又多么相似,那是被境外媒體譽(yù)為中國“土產(chǎn)”計算機(jī)奇才的楊學(xué)軍說的:“國家和軍隊(duì)對國防科大的人才培養(yǎng)和科學(xué)研究提出了迫切要求。‘士為知己者死,國家就是知己,她為科研人員提供了舞臺,我們就要為這個事業(yè)拼盡全力。”

一個感恩著視國家為“知己”,一個把自己當(dāng)國家科研“長子”。兩代超算掌門人,都是緊貼黨和國家戰(zhàn)略急需,搶先布局核心關(guān)鍵技術(shù)。面對日新月異的信息技術(shù)發(fā)展,廖湘科已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟量子計算、智能計算等最前沿的前瞻性基礎(chǔ)性研究。

曾有人詢問為什么要征服一座又一座高山時,一位登山家給出了這樣的回答:山在那里。

山在那里,我們自己就是山!永遠(yuǎn)在心里虛擬一座最高的山,那山可能是外國列強(qiáng),要超;那山可能就是我們自己,同樣要超!

1.前瞻布局,巨型機(jī)終于印上“中國造”

“天河一號”出臺后,許多人關(guān)心這臺巨無霸“中國創(chuàng)造”占比成分——它有多少“中國芯”?

自主研制的高階路由芯片和高速網(wǎng)絡(luò)兩款芯片,其性能比目前國際商用的芯片還高兩倍?!疤旌右惶枴倍谙到y(tǒng)中首次部分采用自主研制的“銀河飛騰”的芯片,有2048顆。雖然只占CPU總數(shù)的1/7,但國產(chǎn)超級計算機(jī)已經(jīng)擁有了自己的“中國芯”。

廖湘科說:“針對部分芯片依賴進(jìn)口的局面,國防科大1999年就前瞻布局,攻關(guān)組、研究所都相應(yīng)成立,就是攻克配套芯片、嵌入式芯片和微處理器的研制生產(chǎn)?!?/p>

不久之后,突破了多核多線程系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù),研制出64位8核“銀河飛騰1000”CPU,一舉打破了國產(chǎn)超級計算機(jī)CPU依賴進(jìn)口的局面。而“麒麟”操作系統(tǒng),就像用戶可定制自己的私密工作空間,租用了銀行保險箱一樣,鑰匙和密碼都在你手里,其他人甚至系統(tǒng)管理員都不能介入,而且“銀河”操作系統(tǒng)有關(guān)內(nèi)核和接口是我們自行定義和自行研制的,黑客無法掌握和攻克。

在廖湘科接手總設(shè)計師之后,一波三折的比特級IB交換機(jī),在實(shí)現(xiàn)“中國造”的研制過程中,太不容易。

比特級IB交換機(jī)美國當(dāng)時剛出樣機(jī),國內(nèi)還沒有解決這個關(guān)鍵技術(shù)的先例??伞般y河團(tuán)隊(duì)”瞄準(zhǔn)一流定位:挑戰(zhàn)10萬億比特級。

這是吃了豹子膽!一家與他們有過合作的美國芯片制造商的技術(shù)人員連發(fā)了三封郵件不予配合,理由是:他們用了兩年多的時間才完成,中國想做成,沒有我們的幫助,根本不可能。

“小看人!”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)憋著一口氣,在無法獲得技術(shù)支持的情況下,第一個突破,是發(fā)現(xiàn)國際設(shè)計規(guī)范中有一個重要缺陷——他們所使用的矩形反焊盤是導(dǎo)致信號傳輸損耗大和傳輸阻抗不連續(xù)的主要原因。

關(guān)鍵問題找到了。團(tuán)隊(duì)研發(fā)人員再次打破常規(guī)設(shè)計理念,迅疾調(diào)整創(chuàng)新思路,讓關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國際設(shè)計規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)。創(chuàng)造性地發(fā)明了跑道式和啞鈴式反焊盤,并通過三個多月的反復(fù)迭代仿真,得到了全面的設(shè)計規(guī)范,結(jié)果讓美國人都大跌眼鏡:性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于美國芯片制造商的技術(shù)要求。

2008年10月到2009年7月不到一年,10萬億比特級IB交換機(jī)系統(tǒng)就研制成功,以超健康、完美的“中國芯”在“天河一號”系統(tǒng)中得到完美應(yīng)用。實(shí)測技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到或超過同類產(chǎn)品,而成本只是同類同規(guī)模產(chǎn)品市場售價的31%。

隨后不久的國際學(xué)術(shù)交流會上,當(dāng)初預(yù)言他們“必將失敗”的那位外國專家豎起大拇指:“了不起!如此完美地解決高速信號系統(tǒng)傳輸?shù)碾y題,這么快就研制出了穩(wěn)定可靠的先進(jìn)系統(tǒng)。”最后還真誠地加了兩聲,“對不起!對不起!”

廖湘科時常反思,“天河一號”為何在整體運(yùn)算速度超過美國進(jìn)入世界領(lǐng)先地位,是因?yàn)榛ヂ?lián)芯片、CPU芯片等大量取代原來進(jìn)口芯片,在異構(gòu)融合體系結(jié)構(gòu)、高速互聯(lián)通信、高性能虛擬計算領(lǐng)域等方面都有創(chuàng)新性突破。

“天河二號”因此迅速落戶國家超級計算廣州中心,在海量數(shù)據(jù)處理、云計算和存儲、“智慧廣州”信息系統(tǒng)建設(shè)、先進(jìn)機(jī)械裝備設(shè)計、動漫制作、基礎(chǔ)研究等方面有上乘表現(xiàn),利用率達(dá)80%以上。

從“銀河-Ⅱ”開始,廖湘科就與“銀河”一起成長,參與了五代機(jī)器的全部研制過程。他是最有發(fā)言權(quán)的專家,但科研中,他最先聽大家的意見。

一個陽光很好的下午,我坐在廖湘科院士的車上,聽他邊開車邊聊。

“我不喜歡上課,就喜歡考試?!绷蜗婵朴哪卣f出這句,我們能想到這個清華學(xué)子的自信與實(shí)力?!澳菚r在清華,很好的學(xué)風(fēng),各種人才都有。一呼百應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)人才,叱咤賽場的體育健將……我嘛,就是被‘剝削、被‘壓迫著干活的?!痹瓉恚麖拇笕?,在科協(xié)的組織下,和幾個要好的朋友就開始了專業(yè)實(shí)踐,“也就做點(diǎn)零活……”清華開放的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,良好的實(shí)驗(yàn)條件,極大地鍛煉了他的動手能力。同時,更提高了專業(yè)水平。仿佛就是為他日后登頂世界高峰提前做準(zhǔn)備的。

“少得可憐的睡眠時間,鍛煉的時間都擠不出,這不,長這么胖……”一種幽默調(diào)侃自己,透露的是這位科研一線斗士背后的艱辛。

廖湘科帶團(tuán)隊(duì)有一種透明的赤誠?!白詈玫囊稽c(diǎn),是技術(shù)人員可以批評領(lǐng)導(dǎo)。”“如果你的下屬批評你……”我問?!澳俏揖团u我的領(lǐng)導(dǎo)唄?!迸紶柾赋龅挠哪蛦渭?,常常就顯示出他的大度,“錯了就改嘛,你不把它當(dāng)面子問題,它就不是面子問題?!本瓦B批評下屬,也流露出保護(hù)的提醒:“連這個都不會做,還不如去做領(lǐng)導(dǎo)?!?/p>

直率敢言的背后,是他過人的專業(yè)水準(zhǔn)和強(qiáng)烈的責(zé)任心。一句淡然的“清華人嘛,就應(yīng)該要好一點(diǎn)。”流露的是應(yīng)對激烈競爭舍我其誰的霸氣,迸發(fā)的更是應(yīng)對急難險重敢為人先的豪氣。

過硬的專業(yè)知識和實(shí)踐能力,在各項(xiàng)攻關(guān)中,廖湘科答疑解惑、出謀劃策,他又成了當(dāng)然的“師傅”。久而久之,“廖師傅”就成了他的雅號。飽含了敬重和信任的稱謂,在他嘴里又化為一種輕松:至于所謂的“威嚴(yán)”,恐怕是樹立不起來了。

看碟不用動腦筋,那是休整;喜歡請團(tuán)隊(duì)看電影,是另一種放松和另一種凝聚。曾經(jīng)喜歡看武打小說,那民族魂中的堅韌、求勝,是不是浸潤到他骨子里、用進(jìn)了科研里?

2.建服務(wù)國家戰(zhàn)略需求的創(chuàng)新平臺

國防科技大學(xué),這座前身為著名“哈軍工”的高等軍事學(xué)府,作為超級計算機(jī)研制的“國家隊(duì)”,一直牽動著習(xí)主席的目光。

2013年夏,“天河二號”再登世界之巔,習(xí)主席做出重要批示:“堅持以我為主,勇于自主創(chuàng)新,不斷強(qiáng)化前沿技術(shù)研究……”

夏去秋來,當(dāng)年11月,習(xí)主席親臨國防科技大學(xué)視察。習(xí)主席又從這里發(fā)出號令“要牢牢扭住國防科技自主創(chuàng)新這個戰(zhàn)略基點(diǎn),大力推進(jìn)科技進(jìn)步和創(chuàng)新,努力在前瞻性、戰(zhàn)略性領(lǐng)域占有一席之地。”

“習(xí)主席和科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)代表一一握手、親切交談……”廖湘科回憶當(dāng)時的場景仍記憶猶新。

2015年舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,習(xí)主席接見了廖湘科等獲獎代表。作為國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎獲得者、“‘天河一號高效能計算機(jī)系統(tǒng)”項(xiàng)目第一完成人、“天河二號”總設(shè)計師,廖湘科代表全體獲獎人員發(fā)言。

基點(diǎn)定在何處,軍隊(duì)的方位就在何處;戰(zhàn)略指向哪里,軍隊(duì)的未來就在哪里。

2018年的“中興”事件和隨后的“華為”事件,進(jìn)一步證明了“核心技術(shù)買不來”,把核心關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手里是事關(guān)國家安全和民族自立的大事。這年“中國十大科技進(jìn)步獎”,“銀河團(tuán)隊(duì)”榜上有名。這次,習(xí)主席的話又是那般鏗鏘有力:“在關(guān)鍵領(lǐng)域、卡脖子的地方下大功夫,集中精銳力量,做出戰(zhàn)略性安排,盡早取得突破?!?/p>

正是中美貿(mào)易摩擦不斷升級、美對我高新技術(shù)企業(yè)打壓封鎖不斷,2019年,習(xí)總書記視察天津?yàn)I海中關(guān)村“天河三號”超級計算機(jī)研發(fā)地。習(xí)總書記提出:一定要堅持自主創(chuàng)新,掌握核心技術(shù),這樣才不會受制于人。核心技術(shù)買不來,必須切實(shí)提高我國關(guān)鍵核心技術(shù)的創(chuàng)新能力。

依照習(xí)總書記對國家安全的戰(zhàn)略高度,對科技發(fā)展的高瞻遠(yuǎn)矚,廖湘科帶領(lǐng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),做好了布局:

身處前所未有的大變局時代——高標(biāo)準(zhǔn)籌劃,破解突出矛盾和瓶頸問題;

身處新一輪科技革命的前夜——選準(zhǔn)主攻方向和突破口,搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn);

身處國家民族決戰(zhàn)決勝時期——以我為主,在戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域形成獨(dú)特優(yōu)勢;

身處隨時競爭的血性拼殺——創(chuàng)新驅(qū)動、瞄準(zhǔn)嶄新的“中國速度”沖鋒。

再出發(fā)——

“天河二號”服務(wù)陣列采用我們自主研制的“飛騰-1500”CPU。這是一款當(dāng)前國內(nèi)主頻最高的自主高性能中央處理器,在系統(tǒng)中承擔(dān)起高安全的信息服務(wù)類應(yīng)用。它的升級版要成為“天河三號”的自主替代物。實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化配置,少不了它!

在“卡脖子”處下功夫,在關(guān)鍵處盡全力。

面對“天河二號”的連續(xù)奪冠,美國人的霸凌主義充分體現(xiàn),毫無緣由地對“銀河團(tuán)隊(duì)”實(shí)施禁運(yùn)。原計劃使用美國的Intel芯片,迫使團(tuán)隊(duì)啟動自主加速器研制。有了自己研制的配套產(chǎn)品,那高高揮動著“拜拜”的手朝向了西方。

這些系列產(chǎn)品來得多及時啊——

國內(nèi)實(shí)用性能最高的自主“飛騰-1500”CPU和星用抗輻照DSP;國內(nèi)安全等級最高、應(yīng)用范圍最廣的國產(chǎn)操作系統(tǒng)“麒麟”升級版;更可貴的是,基于飛騰CPU和麒麟操作系統(tǒng)的服務(wù)器、臺式機(jī)、一體機(jī)、筆記本等系列整機(jī)產(chǎn)品正在推廣應(yīng)用。

團(tuán)隊(duì)終于兌現(xiàn)自己的承諾:核心元器件全部國產(chǎn)化替代。

“天河三號”原型驗(yàn)證系統(tǒng)研制成功,2019年底,有望推出基于自主眾核加速器的“天河二號”升級系統(tǒng),運(yùn)算速度將提升1倍,達(dá)到每秒10億億次,實(shí)現(xiàn)全部元器件國產(chǎn)化。

對此,國際同行給予高度評價:

這是一部非常緊湊的機(jī)器,具有巔峰的性能表現(xiàn)。中國的成功對我們來說是件好事,我們需要邁出更大的一步與中國超級計算機(jī)進(jìn)行競爭。為科學(xué)研究提供更快更好的計算機(jī)是計算機(jī)科學(xué)家的一個夢,我們共同努力讓夢想成真。

——美國英特爾公司副總裁雷杰伯·哈茲拉

“天河二號”最引人關(guān)注的就是“大量硬件和技術(shù)由中國自主研發(fā)”。

全球超級計算機(jī)格局在接下來的10年中可能會出現(xiàn)不小變化,美國依然是高性能計算領(lǐng)域的領(lǐng)先者,但中國與美國的差距正在縮小。

——美國一家國家實(shí)驗(yàn)所副主任霍斯特·西蒙

今天的中國和中國軍隊(duì),都處在由大向強(qiáng)的“關(guān)鍵一躍”,這是一條布滿荊棘、充滿博弈的競進(jìn)之路。歷史將更重的責(zé)任交給了新一代的“銀河團(tuán)隊(duì)”,牢記習(xí)主席囑托,努力在高性能計算關(guān)鍵技術(shù)、核心元器件研發(fā)上搶占新的制高點(diǎn),是他們的核心宗旨。

奮斗和犧牲的故事太多,這個真實(shí)故事很離奇。

該校計算機(jī)學(xué)院宋博士和女友約好在女方家舉行婚禮的日子。就在他準(zhǔn)備動身的前夜,一個由他負(fù)責(zé)的程序在調(diào)試時突然出現(xiàn)問題,如果故障不及時解決,必然會影響整個工程進(jìn)度;然而,婚宴的請柬已經(jīng)發(fā)出,婚期來不及更改。兩難之中,宋博士決定留下,由他愛人獨(dú)自舉行婚禮……

只管奉獻(xiàn)、不圖回報就是這個團(tuán)隊(duì)集體的犧牲精神。

研制超級計算機(jī)系統(tǒng),集中了一大批科技人員的大工程??蒲泄リP(guān)中,大家集智協(xié)作,人人獻(xiàn)計獻(xiàn)策。有的設(shè)計思想說不清到底該屬于誰,所有技術(shù)難點(diǎn)都變成了科研攻關(guān)的珍貴創(chuàng)新點(diǎn)。即使評為國家一等獎,最多也只能署15個人的名字。面對榮譽(yù)得失,團(tuán)隊(duì)人員胸懷坦蕩:“能參與這樣大的國家工程,已經(jīng)很自豪?!?/p>

事業(yè)在發(fā)展,技術(shù)在更新,但,有一種光芒從未褪色,有一種精神從未失去,有一種情懷從未改變——那就是自覺把個人理想與祖國命運(yùn)、個人選擇與黨的需要、個人利益與人民期盼緊密相系的赤子之心。

這支自主創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),能從勝利走向勝利的密碼,可能就藏于此。

3.打通科技成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”

對于超級計算機(jī)而言,比運(yùn)算速度更重要的是應(yīng)用。

1994年6月長江流域暴雨成災(zāi),洪水圍困武漢三鎮(zhèn),將導(dǎo)致幾十萬人轉(zhuǎn)移,大量的農(nóng)田房屋被淹,國家面臨幾十億元的經(jīng)濟(jì)損失。在緊要關(guān)頭,國家氣象中心根據(jù)“銀河-Ⅱ”提供的中長期數(shù)值預(yù)報結(jié)果,做出“武漢上游暴雨天氣即將結(jié)束”的準(zhǔn)確預(yù)報,國務(wù)院據(jù)此做出不炸堤、做分洪的決策,從而避免了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和幾十萬人的大轉(zhuǎn)移。

1996年湖南洞庭湖區(qū)、1998年長江流域抗洪搶險,“銀河-Ⅱ”又屢建殊勛。

依然得益于團(tuán)隊(duì)的搶先布局,“天河一號”“天河二號”作為中心主機(jī)先后部署于天津、長沙、廣州超算中心,為國內(nèi)外1000多家用戶提供高性能計算和云計算服務(wù)。主要應(yīng)用于生物醫(yī)藥、新材料、工程設(shè)計與仿真分析、天氣預(yù)報、氣候模擬與海洋環(huán)境研究、數(shù)字媒體和動漫設(shè)計等多個領(lǐng)域。

這是趕上了歷史性機(jī)遇。

“天河一號”落戶天津,命名為“天河”,取天津與“銀河”軍民融合發(fā)展之意。以“天河二號”為主機(jī)系統(tǒng),建立國家超級計算廣州和長沙中心,三個中心構(gòu)建起六大應(yīng)用服務(wù)平臺:基因分析與測序、新藥制備、氣象與環(huán)境、大型飛機(jī)和高速列車氣動數(shù)值計算、汽車和船舶等大型裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真、電子政務(wù)及智慧城市……

在加快軍民融合創(chuàng)新體系建設(shè)上,習(xí)主席再審度時宜指出:我們要順勢而為、乘勢而上,開展軍民協(xié)同創(chuàng)新,推動軍民科技基礎(chǔ)要素融合,加快建立軍民融合創(chuàng)新體系,奮力開拓強(qiáng)軍事業(yè)發(fā)展新境界。

記得廖湘科帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)連連闖關(guān)后,道出創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)共同的心聲:“創(chuàng)新事業(yè)中,忠誠與能力同樣重要。為國擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任和使命,是自主創(chuàng)新最好的‘加速器?!?/p>

忠誠尤其能體現(xiàn)在這場戰(zhàn)役的付出和犧牲里。那是一場光纖保衛(wèi)戰(zhàn),有“上甘嶺”惡戰(zhàn)之稱。

超40℃高溫的地面上,“鋪設(shè)著”一條光滑的“人肉地毯”!只因?yàn)樘植诘牡販纤啾韺?,會把光纖的絕緣膠皮磨出道道劃痕??梢桓饫w順著官兵們光滑的皮肉通暢地向前延伸,卻把官兵們的血肉之軀磨破了。加上滾燙的水泥地灼烤著,一身汗水、通體污垢,傷口不住地往外滲著血水……

用自己的肌膚護(hù)光纖“皮膚”,誰的號令?誰帶頭跳進(jìn)地溝?是大家!他們誰都害怕“光纖皮膚”有哪怕一點(diǎn)點(diǎn)磨損,萬一后面信號中斷、通信短路,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂……鋪設(shè)的頭一天,剛鋪了幾根,光纖表皮的破損,讓地溝上的官兵們毫不猶豫地脫掉衣服,一個個往下跳,鋪成長長的“人肉地毯”,讓一根根黑色光纖從肌膚上拉過……

過去,我們的軍人用血肉之軀堵槍眼、炸碉堡;

曾經(jīng),人民子弟兵跳進(jìn)洪流堵潰堤,冒著余震救災(zāi)民;

今天,科研人員護(hù)器材,赤身裸背臥地溝,淌血流汗不后退。

幾十個人就這樣在粗糙悶熱的地溝里赤身裸背趴了數(shù)十天,一個個被堅硬的水泥地和光纖刮擦得遍體鱗傷,但15000根光纖毫發(fā)無損。

這天,來到國防科大,“天河二號”副主任設(shè)計師鄧讓鈺用了好幾分鐘才從芯片設(shè)計的“狂想”中回過神來。輕輕揉了揉眼睛,不善言辭的他,指指墻上醒目的“胸懷祖國、團(tuán)結(jié)協(xié)作、志在高峰、奮勇拼搏”十六個大字,說:我們的“根”和“魂”都在那里——“銀河精神”。

言外之意,“銀河人”都這樣。

“天河”超級計算機(jī)應(yīng)用初始,推廣起來并不順利,廖湘科主動站出來,一邊當(dāng)“總指揮”,一邊做“推銷員”。幫助用戶快速理解應(yīng)用模式,建立起應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境。如今,“天河”超級計算機(jī)已經(jīng)服務(wù)于國內(nèi)外1000多家用戶,在氣象與環(huán)境、電子政務(wù)等20多個領(lǐng)域都用上了“神算”的巨型機(jī)。

廣州超級計算中心先導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人盧澤新研究員說,“天河二號”具有強(qiáng)大的計算能力,以500人規(guī)模的全基因組信息關(guān)聯(lián)性分析為例,華大基因利用原有計算機(jī)需1年時間,利用“天河二號”只需3個小時。

在新車研發(fā)中,采用傳統(tǒng)設(shè)計手段,一般要經(jīng)過上百次的真實(shí)碰撞實(shí)驗(yàn),歷時兩年多才能完成一款新車的結(jié)構(gòu)設(shè)計,而利用“天河二號”對汽車碰撞模擬和空氣動力學(xué)模擬結(jié)果,只需3~5次實(shí)車碰撞,兩個月即可完成任務(wù)。

把黨組織建到科研一線、把骨干配到核心崗位、把教育做到攻堅關(guān)鍵期,是多年來國防科大計算機(jī)學(xué)院黨委的一貫做法?!白鳛樵狐h委副書記,廖湘科身體力行,帶出了一支黨性意識強(qiáng)、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)的全面過硬團(tuán)隊(duì)。”計算機(jī)學(xué)院政委、黨委書記夏志和說。

“攻關(guān)如同打仗,學(xué)院歷屆黨委重視發(fā)揮黨組織在重大科研項(xiàng)目中的組織領(lǐng)導(dǎo)作用,是團(tuán)隊(duì)攻無不克的制勝法寶?!绷蜗婵圃谘芯可笳n堂聲如洪鐘,“超級計算機(jī)這個科技領(lǐng)域的航空母艦、國家軍隊(duì)的系統(tǒng)工程,能迅猛發(fā)展、急速超越,靠的是黨領(lǐng)導(dǎo)下的強(qiáng)大凝聚力;靠的是繼承‘銀河精神不斷求索;靠的是融入國家創(chuàng)新體系的高度自覺!”

“天河三號”是一次歷史新突破,也是一個全新的起點(diǎn)。從這里出發(fā),國防科大計算機(jī)研制攻關(guān)進(jìn)入到下一個“百米沖刺”!

湘江之濱,深藏著一座學(xué)術(shù)茂盛、人才濟(jì)濟(jì)的岳麓書院。“沅生芷草,澧育蘭花”,贊美的正是這片豐沃的文化土壤。今天,與岳麓書院隔江相望的國防科技大學(xué),正用6000多個科技成果,演繹著自主創(chuàng)新“于斯為盛”的繁榮。

總想象著,一條白茫茫的銀河穿過夜空,兩岸散布著無數(shù)星斗。

“銀河人”攀登科技高峰的腳步一刻也沒有停歇——“銀河”系列巨型機(jī)、“銀河”系列仿真計算機(jī)、“銀河玉衡”核心路由器、“銀河飛騰”微處理器、“銀河麒麟”操作系統(tǒng),還有正在攻關(guān)突破的,它們多像銀河系里閃耀的星星。

物聯(lián)網(wǎng),人工智能,未來20年世界頂級的黑科技。

“黑科技”,中國、美國、日本都在秘密研發(fā)。全世界的頂級高科技公司,都集聚在這陣地上,白熱化地拉開攻關(guān)、爭奪,甚至搶奪!包括老牌硬件巨人高通、英特爾,也包括新貴谷歌、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)巨頭,全部都在夜以繼日地研究——人工智能處理器!

估計巨頭、新貴們都沒想到,后來居上的中國,不但沒有在未來的人工智能大戰(zhàn)中掉隊(duì),反而率先研發(fā)出來全球首款人工智能處理器芯片。“天機(jī)芯”從基礎(chǔ)的科研、到核心部件,乃至整個技術(shù)的創(chuàng)新,都是由中國人自主完成!

超算“神威太湖之光”、手機(jī)芯片“麒麟980”、衛(wèi)星“風(fēng)云4號”、處理器“龍芯”……一個個代表著民族力量,充滿中國風(fēng),一個接一個地出現(xiàn)在世界的舞臺中心。中文命名的強(qiáng)大科技核武,越來越多地印上“中國造”:

超算領(lǐng)域率先完成國產(chǎn)核心芯片自主化替代;

“E級計算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)突破;

國家軍隊(duì)信息系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)被我占領(lǐng)……

這夜,走在國防科大校園里,實(shí)驗(yàn)室的燈光,專注的眼神,忙碌的身影,像是與滿天星星交相輝映,又像是在告訴人們,一種拼搏在傳遞。

這種傳遞,讓這所大學(xué)宏闊精神更加具體;

這種傳遞,讓一種自主創(chuàng)新底蘊(yùn)更加厚實(shí)。

大學(xué)之大,在于精神之立!

責(zé)任編輯 趙文廣

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