吳銘



2014年6月下旬,國際TOP500組織公布2014年最新全球超級計算機500強:來自中國的“天河二號”再次擊敗美國的“泰坦”,位居榜首,至此達(dá)成“三連冠”。
由于超級計算機涉及國防等領(lǐng)域的應(yīng)用,這一成績再次引發(fā)外媒熱議。
所謂超級計算機,也稱高性能計算機。中國的超級計算機家族是一個以“銀河一號”為始祖,包括“銀河”、“天河”、“星云”、“神威”等系列產(chǎn)品在內(nèi)的譜系。
就神秘的中國超級計算機,《瞭望東方周刊》日前專訪了中科院院士周興銘。
周興銘曾是“銀河一號”的主機系統(tǒng)負(fù)責(zé)人,此后相繼以總負(fù)責(zé)人、總設(shè)計師的身份主持了“銀河仿真機”、“銀河二號”的研制。
此次專訪中,他回顧了自“銀河一號”開始的中國高性能計算機研發(fā)歷程和經(jīng)驗,以及那些當(dāng)年因此而英年早逝的同事們。
他強調(diào),中國超級計算機的未來發(fā)展,要綜合、協(xié)調(diào)、高效、務(wù)實,不要片面追求某些方面的高指標(biāo)。作為一種產(chǎn)業(yè),要大力加強應(yīng)用技術(shù)的研究和發(fā)展。
性能提升100倍
《瞭望東方周刊》:中國高性能計算機如何起步?
周興銘:高性能計算機起源于大型計算機。70年代,我國有幾家單位研制成功了大型機,主要有北京大學(xué)的150機、國防科技大學(xué)的151機、電子部15所的DJS機等。151機是為遠(yuǎn)望號測量船研制的,后來成為“遠(yuǎn)望一號”的中心計算機。
因為都是在電子部738廠生產(chǎn),在他們的序列里排序,北京大學(xué)的機器是150,國防科技大學(xué)是151。華東計算技術(shù)研究所也研制成功大型機,還援助出口給朝鮮等國家。當(dāng)時大型機的指標(biāo)是每秒鐘計算100萬次。
70年代中,國外成功發(fā)展超級計算機,在此背景下,慈云桂教授于1977年向國家提出研制每秒計算一億次的超級計算機,理由是它對國防、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展都很重要。這是性能提升100倍的跨越,是國家行為。
在慈云桂教授的帶領(lǐng)下,我們于1976年就開始醞釀超級計算機。1977年,鄧小平恢復(fù)工作,在資金不足的情況下,國家還是下決心做。主管部門是國防科委,當(dāng)時主任是張愛萍,由副主任張震寰主管。目標(biāo)是軍民兩用為國家的發(fā)展服務(wù),當(dāng)時張愛萍還給我們下了軍令狀。
1978年5月召開了方案論證會,通過專家評審,開始立項、研究,命名為“785超級計算機”。后來,張愛萍為其命名為“銀河”。
最初國家為這項任務(wù)安排了2億元人民幣,慈云桂教授帶領(lǐng)我們精打細(xì)算,只花了5000萬元,還包括建科研樓、“銀河”機房的費用。1983年“銀河一號”做成后產(chǎn)生巨大影響,中國成為繼美國、日本之后第三個能研制超級計算機的國家。
《瞭望東方周刊》:“銀河”研制過程中的特點是什么?
周興銘:“銀河”的研制與之前自力更生的路子有所不同,我們瞄準(zhǔn)最先進(jìn)的技術(shù),充分利用改革開放的條件,國外沒有的或封鎖的,我們自主創(chuàng)新,國外有又不限制的就采用“拿來主義”。
直到現(xiàn)在的“天河”系列,都是按這條道路發(fā)展的。沒有改革開放,不會有“銀河”、“天河”。
5年時間,當(dāng)時技術(shù)骨干月工資只有七八十元,幾乎每天晚上都要加班。“銀河一號”做成后,骨干人員每人發(fā)了幾百元獎金,最后大家都沒要,都捐了出去。
在那些加班的日子,最好的待遇就是每晚12點之后食堂里的免費水餃。吃餃子的待遇一直持續(xù)到“銀河二號”完成。
從70年代開始到90年代初,因工作強度大、伙食太差、營養(yǎng)不足、醫(yī)療條件落后,“銀河”科研團隊有一批年輕人因肝炎、癌、肺病等去世,他們值得我們永遠(yuǎn)懷念。
美國人總是震驚
《瞭望東方周刊》:為什么要研發(fā)“銀河二號”?
周興銘:“銀河二號”非常具有戲劇性。“銀河一號”后,國家沒有繼續(xù)部署新的研究計劃。1986年,國家氣象局給中央寫報告,說要做5至7天以上的中長期天氣預(yù)報,需要10億次級的計算機做數(shù)值計算。
當(dāng)時他們和美國人談判時,對方答應(yīng)賣機器,但是要在機房建監(jiān)控中心,派美國人監(jiān)督使用,中國還要花很多錢支付報酬,并提供生活、居住條件。國家氣象局出于無奈,向中央提出了購買申請。
我們聽說后,聯(lián)名向中央寫信,說我們自己可以做10億次計算機,得到了中央領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)。這樣,國家氣象局和我們簽訂了購機合同,購買經(jīng)費是3000萬元。
但是,當(dāng)時資金少——遠(yuǎn)少于“銀河一號”,性能要求高——“銀河一號”的10倍,技術(shù)難度大——元器件水平只比“銀河一號”提高4倍,任務(wù)艱巨。所以,“銀河二號”是做得最艱苦的。
20世紀(jì)80年代,航天部的導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星等飛行控制系統(tǒng)設(shè)計是否達(dá)標(biāo)需要地面計算機模擬,美國首先做成全數(shù)字仿真計算機。航天部把這個消息帶到了國內(nèi),希望我們用“銀河”的技術(shù),實現(xiàn)與美國仿真計算機相當(dāng)?shù)墓δ堋S谑蔷陀辛?982年到1985年研制的“銀河仿真機”。
美國原來賣給中國每臺機器一百二三十 萬美元,配置也很低。我們做成后,每臺100多萬元人民幣,配置很高。研制成功后,美國人看到報道,非常驚詫。
而之前在1983年國慶節(jié)天安門游行時,圓筒狀的“銀河一號”模型走過天安門廣場,也引起了美國的震驚。他們認(rèn)為圓筒狀說明是抄襲他們的,實際上我們沒有他們?nèi)魏螆D紙,只是根據(jù)他們的廣告宣傳,學(xué)習(xí)了圓形連線短的設(shè)計思想。“銀河一號”許多關(guān)鍵技術(shù)是我們自主創(chuàng)新的,美國沒有。
還是被外國人賺了很多錢
《瞭望東方周刊》:你如何看當(dāng)前中國高性能計算機的發(fā)展情況,以及產(chǎn)業(yè)化、高精尖發(fā)展的兩條道路?
周興銘:經(jīng)過“銀河”問世至今的30年發(fā)展歷程,現(xiàn)在我國呈現(xiàn)出國防科技大學(xué)“銀河”“天河”、北京“曙光”“星云”、無錫“神威”三箭齊發(fā)的格局。
我們的一個重要變化是實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。高性能計算機普遍使用,動力來源于科技發(fā)展和社會進(jìn)步需求。流體力學(xué)計算、天氣預(yù)報、影視制作、汽車設(shè)計、生命科學(xué)信息處理、新藥研究等重大應(yīng)用,都需要高性能計算。隨著網(wǎng)絡(luò)快速擴張發(fā)展及惠及民眾的廣泛應(yīng)用,更多的計算中心、更多的網(wǎng)站需要更多服務(wù)器支持,也需要更多的高性能計算機。endprint