自主創(chuàng)新創(chuàng)造“中國(guó)速度”
——天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制記事
新華社北京６月２２日電（白瑞雪、李宣良、呂超）
熠熠星空，浩瀚天河。
隨著世界超級(jí)計(jì)算機(jī)５００強(qiáng)排行榜６月１７日揭曉，國(guó)防科技大學(xué)研制的天河二號(hào)成為全球運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)。
短短兩年半，從天河一號(hào)排名世界第一到天河二號(hào)再登世界超算之巔，天河計(jì)算機(jī)的峰值性能從４.７千萬(wàn)億次提升至５.４９億億次。這是中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)相繼刷新世界紀(jì)錄的計(jì)算速度，也是國(guó)防科大以自主創(chuàng)新的信心勇氣和艱苦實(shí)踐不斷攀登世界科技高峰而創(chuàng)造的“中國(guó)速度”。
在國(guó)家使命中只爭(zhēng)朝夕，戰(zhàn)略需求驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新
在國(guó)內(nèi)超級(jí)計(jì)算機(jī)剛突破１０萬(wàn)億次的２００５年，國(guó)防科大就吹響了進(jìn)軍千萬(wàn)億次系統(tǒng)的沖鋒號(hào)。而作為科技部８６３計(jì)劃信息技術(shù)領(lǐng)域“高效能計(jì)算機(jī)研制”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倍的規(guī)律，起步晚的中國(guó)超算事業(yè)充滿(mǎn)緊迫感?！皩?duì)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析后，我們瞄準(zhǔn)億億次級(jí)機(jī)器的研制，決心在引領(lǐng)世界超算發(fā)展中作出新貢獻(xiàn)?！眹?guó)防科大校長(zhǎng)楊學(xué)軍說(shuō)。
２０１０年１２月，天河二號(hào)正式啟動(dòng)方案設(shè)計(jì)。２０１３年５月，系統(tǒng)完成研制。
如果說(shuō)前瞻性的戰(zhàn)略部署為天河二號(hào)的研制搭建了堅(jiān)實(shí)階梯，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略需求則為天河二號(hào)的誕生注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。
國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心的報(bào)告表明，通過(guò)天河一號(hào)帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)升級(jí)的許多用戶(hù)，很快又提出更高需求。當(dāng)天河二號(hào)以更新?tīng)顟B(tài)亮相，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)：大規(guī)模石油勘探數(shù)據(jù)處理，天河二號(hào)的速度是天河一號(hào)的１０倍以上；氣候歷史變化模擬，天河一號(hào)模擬到２０００年前，而天河二號(hào)能模擬到２００００年前甚至更遠(yuǎn)……
這是一場(chǎng)激烈的競(jìng)賽。２０１１年到２０１２年間，日本“京”、美國(guó)“紅杉”和“泰坦”系統(tǒng)先后超過(guò)天河一號(hào)。
“你追我趕的背后其實(shí)是國(guó)家綜合實(shí)力的較量。”國(guó)防科大政委王建偉說(shuō)，“我們決不能有絲毫驕傲、絲毫自滿(mǎn)、絲毫懈怠。”
上世紀(jì)８０年代初，面對(duì)西方的技術(shù)封鎖，以慈云桂為代表的科研人員同樣是以這種只爭(zhēng)朝夕的精神奮力拼搏，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。
今天，國(guó)家使命面前，重返世界第一的天河二號(hào)再次交出精彩答卷。
在中國(guó)創(chuàng)造中跨越發(fā)展，核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新
用什么樣的“筋骨”打造一個(gè)高性能、低功耗的系統(tǒng)，一直是世界計(jì)算機(jī)科學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。
“ＣＰＵ+ＧＰＵ異構(gòu)融合體系”，是天河一號(hào)獨(dú)創(chuàng)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，科研人員邁出創(chuàng)新的又一步，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)”，不僅大幅提高了系統(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)處理等多個(gè)領(lǐng)域。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)科學(xué)家預(yù)言，天河將再次引領(lǐng)世界超算結(jié)構(gòu)的發(fā)展潮流。
關(guān)鍵技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的——從我國(guó)超算事業(yè)起步開(kāi)始，科技工作者就深諳這個(gè)道理。中國(guó)智慧的一次次迸發(fā)，正是來(lái)源于不斷突破關(guān)鍵核心技術(shù)的壯麗實(shí)踐。
天河二號(hào)多項(xiàng)自主技術(shù)令世界矚目：高速互聯(lián)系統(tǒng)性能是當(dāng)前國(guó)際商用互聯(lián)系統(tǒng)的兩倍，“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)使其占地面積與天河一號(hào)相當(dāng)、性能卻提升了１１.６倍……
“‘中國(guó)技術(shù)’推動(dòng)世界億億次級(jí)超算水平躍上新的高度，也極大增強(qiáng)了國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的自主可控能力?！碧旌佣?hào)總設(shè)計(jì)師廖湘科說(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，雖然我國(guó)在信息技術(shù)領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距，世界超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展史上已留下“中國(guó)創(chuàng)造”的深深印記。
在團(tuán)結(jié)協(xié)作中奮勇拼搏，年輕人才延續(xù)創(chuàng)新
國(guó)防科大整合優(yōu)勢(shì)科研資源，合力打造天河二號(hào)。副總質(zhì)量師胡慶豐說(shuō)，團(tuán)隊(duì)成員對(duì)每一個(gè)技術(shù)和工程細(xì)節(jié)都不肯放過(guò)，唯獨(dú)名利未掛在心上。
如果說(shuō)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，“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。
這是一群極其勤奮的科學(xué)家，每天工作十幾個(gè)小時(shí)，全年僅春節(jié)期間休息了三天。機(jī)器的新速度大多是在凌晨三四點(diǎn)鐘算出來(lái)的。每到這時(shí)，燈火通明的“天河樓”一片歡騰，大家還會(huì)興奮地打電話告訴在外地出差的同伴們。
這是一群視事業(yè)高于一切的奉獻(xiàn)者。有人在孩子出生當(dāng)天進(jìn)入封閉攻關(guān)基地而毫無(wú)怨言，因?yàn)椤疤旌右彩俏覀兊暮⒆印薄Ｓ腥嗽谟H人臨終時(shí)無(wú)法相見(jiàn)，只能在系統(tǒng)調(diào)試完成后去墓地獻(xiàn)上一束鮮花。
這是一群朝氣蓬勃的年輕人，平均年齡不到４０歲。在天河一號(hào)工程中成長(zhǎng)起來(lái)的年輕技術(shù)人員，如今已是天河二號(hào)研制的骨干力量。此外，還有２３名本科生直接參與系統(tǒng)研制。
他們，是我國(guó)超算事業(yè)生生不息的源泉。
