軍中有支超算“戰隊”

張強

近日，由國防科技大學計算機學院為國家超算廣州中心研制的新一代國產超級計算系統——“天河星逸”發布?！疤旌有且荨毕到y以應用為中心，在通用CPU計算能力、存儲能力以及應用服務能力等多方面較“天河二號”實現倍增。

據了解，1993年，該學院被中央軍委授予“科技攻關先鋒”榮譽稱號，至今已30余年。30多年前，這支團隊創造出“銀河-Ⅱ”巨型計算機系統。如今，“天河”新一代超級計算機系統已經啟動運行。

從研究小組到國家“戰隊”，從打破壟斷到世界第一……國防科技大學計算機學院這支軍中勁旅始終把服務重大戰略需求作為崇高使命，為國家創造了一個又一個超算奇跡。

2010年11月14日，國際TOP500組織在網站上公布了最新全球超級計算機前500強排行榜，中國千萬億次超級計算機系統“天河一號”雄居第一。

在“天河一號”首次登上世界超算之巔的那一刻，國防科技大學計算機學院天河團隊驕傲地舉起刻有“中國制造”的金色獎牌?！疤旌右惶枴笨傇O計師楊學軍激動地說：“我們做了一件讓自己滿意的事，一件讓中國人揚眉吐氣的事！”

科研創新是孤獨的苦旅。他們步履匆匆，目光始終瞄準世界最前沿。

“我們要走別人沒有走過的路?！睏顚W軍說。為完成“天河一號”，他帶領團隊在世界上率先采用CPU+GPU異構融合體系。團隊的一名骨干教授負責更好地發揮GPU性能。為了提升GPU的計算效率，這位教授對市場上20多種型號的GPU進行安裝測試，僅試型號就耗費了3個月。每天進行100多次實驗，連續進行4個月，在8萬余次優化改進后，他終于將GPU的計算效率從國際公認的20%提高到70%，讓這條獨創的技術路線一躍成為國際主流。

雖然榮膺世界第一，但團隊無暇慶功。他們首先開了一個“醒腦會”，將目光投向未來，投向與世界超算強國的新戰役。

2011年6月，“天河一號”被擠下榜首，外界有評論稱“天河一號”的成功不過是曇花一現。這些聲音并未讓團隊成員們氣餒。他們保持沉默，繼續攻堅克難。2013年6月，“天河二號”超級計算機系統再摘世界桂冠。隨后，團隊不斷刷新世界超算紀錄，拿下世界排名“六連冠”，一次次向世界證明著中國實力。

“假如人生能實現一個夢，我的夢，就是讓中國在世界高性能計算機領域擁有一席之地。”這是“中國巨型計算機之父”慈云桂生前所言。時光荏苒，30余年過去，慈云桂的夢想仍然深深烙在每位團隊成員的心中。

國防科技大學計算機學院某重點實驗室有個11人的科研團隊。正是這支人數“迷你”的團隊，在國際上率先開啟量子計算“稱霸標準”研究，并研發了新型光量子計算芯片，成功主持研制國際首臺面向圖論問題的光量子計算系統。

這個團隊名為“QUANTA”，意為“一群來自IT領域的量子的粉絲”?！傲孔佑嬎闶俏磥碲厔?，是超算的一條新技術路線。無論多么困難，學院都會支持我們走下去。”該團隊負責人說。

“這山望著那山高”，似乎是從事超算的科學家們共同的“調性”。

這個“調”是慈云桂定下來的。他提出研發巨型計算機時，我國正值動蕩歲月，每秒百萬次中心處理機還在圖紙階段，但他卻認為：“我們不僅要吃著碗里的，看著鍋里的，還要想著米缸里的?，F在，那些遠遠走在我們前面的國家，還在你追我趕，相互競爭。如果我們的目光只盯著腳趾前的一小塊地方，那么在世界計算機領域里，將永遠沒有我們中國人的一席之地！”

從百萬次一躍到億次，需要跨越多少技術鴻溝？國防科技大學計算機學院院史館內展示了我國自行設計和研制的第一臺每秒運算速度達億次的巨型計算機——“銀河-I”的內部構造。這臺巨型計算機內密密麻麻的布線讓人眼花繚亂。筆者發現，這些布線竟然都是手工制作——全機底板2.5萬條繞接線、12萬個繞接點無一錯漏；800多塊多層印刷板上、每塊板上平均5000個金屬化孔全部通過測試；200多萬個焊點無一虛焊。

1986年，在“銀河-Ⅱ”巨型計算機設計階段，總師周興銘曾突然叫停大家干了大半年的單機處理方案，提出雙處理機系統方案。但方案剛敲定，周興銘卻發現一家公司已經在嘗試研發四處理機系統技術了。于是他當機立斷，決定研制四處理機系統。“這么變來變去，要變到何時？”面對質疑，周興銘力排眾議。他說：“要干就干一流的，這是我們‘銀河人’的傳統。”

4年后，“銀河-Ⅱ”研制成功，速度比合同規定指標快了近3倍，再次打破了國外在巨型機領域對中國的封鎖。

在“銀河-Ⅲ”巨型計算機的研制過程中，大規模并行處理技術（MPP）路線剛剛出現，這一前沿技術研制難、應用難，讓許多大公司都栽了跟頭。總師楊學軍決定：“為了實現更大突破，挑戰MPP路線！”最終，團隊成功攻克MPP路線難題，讓“銀河-Ⅲ”的速度相比“銀河-Ⅱ”提高了10倍，體積卻縮小了6倍。

大任務需要體系設計，團隊作戰向來是國防科技大學計算機學院的傳統。參研過多代“銀河”系統的一位科研人員回憶道，在“銀河-Ⅱ”團隊中，有從全軍抽調的戰士，有“哈軍工”來的老師，也有剛畢業的學生……總師除了要下沉到基層解決問題，還要把每位同志安排到最合適的崗位。

“每個人的工作都在‘銀河’大系統里運轉，千萬根線，錯一根，都不行。”這位科研人員說，這支多元化的隊伍完成了各種任務和系統設計，并不斷更新、完善機器性能。

“我們首先是軍人。只要國家需要，我們都會義無反顧?！眻F隊的另一位科研人員說。

計算機學院前坪那片以“銀河”命名的寬闊廣場，見證了團隊奪冠的輝煌，更見證了無數個日夜團隊在寂寞中堅守的時光。

2020年底至2021年，團隊成員在這片廣場召開了一場又一場的露天例會。

參與會議的科研參謀還留存著第一次露天開會的照片?？諘鐭o人的校園廣場中，他們的頭發被風吹得亂糟糟，耳朵凍得紅通通，但眼神都亮晶晶。凜冽的寒風和胸中滾燙的使命感，共同構成了這幅動人的畫面。

30年來，“胸懷祖國、團結協作、志在高峰、奮勇拼搏”的“銀河精神”從未因歲月而失色，反而在時間的洗禮中歷久彌新。