"銀河"到"天河" 超算征程燦若星漢

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在國防科技大學天河樓,“天河二號”超級電腦無數的指示燈明暗閃爍,氣象、醫學、動漫等數據以每秒億億次的速度運作。自1978年我國巨型電腦研發啟幕,伴隨著改革開放的脈動,完成了從“銀河”到“天河”的數次迭代。
精彩觀點
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胡慶豐

中國要搞四個現代化,不能沒有巨型機

中國要搞四個現代化,不能沒有巨型機
中國要搞四個現代化,不能沒有巨型機
20世紀70年代初期,美國率先研制出每秒運作一億次的巨型電腦(簡稱巨型機),隨後日本也研制出自己的巨型機。巨型機的面世及其強大的數據處理能力在國際電腦領域引發強烈反響,同時也改變了其他生産部門的發展態勢。
以石油物探為例,胡慶豐説,當時石油物探的數據用磁帶記錄,數據磁帶多到需要卡車裝運。受限于我國計算處理能力不足,這些數據磁帶不得不用飛機空運到國外處理。如此處理一方面耗費巨大,一方面處理時限無法滿足工作需要,更重要的是導致我國戰略性勘探資料無密可保。
1978年,鄧小平提出“中國要搞四個現代化,不能沒有巨型機”,以慈雲桂為代表的老一代“銀河人”踏上了我國巨型機的研制征程。胡慶豐回憶,1983年12月,“銀河-Ⅰ”億次巨型機研制成功,使我國成為繼美國、日本之後第三個具備研制巨型機能力的國家。以“銀河-I”為主機係統,當時的石油部們建立了自己的石油地震數據處理係統。
1992年11月,“銀河-Ⅱ”十億次通用並行巨型機研制成功。“銀河-Ⅱ”應用于國家氣象中心,建立了中期數字天氣預報係統,使我國成為當時世界上少數幾個能進行5到7天中長期天氣預報的國家之一。隨後,“銀河-Ⅲ”等係列巨型機相繼研制成功,在航空航太飛行器設計、天氣預報和氣候模擬、新型能源的開發等多個領域發揮了支撐作用。
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胡慶豐

從“銀河”到“天河”不變的是“銀河精神”

從“銀河”到“天河”不變的是“銀河精神”
從“銀河”到“天河”不變的是“銀河精神”
進入新世紀,隨著我國各項事業的蓬勃發展,速度更快、容量更大的超級電腦成為迫切需求,“銀河人”再次向電腦領域的“珠穆朗瑪峰”發起了衝鋒。
胡慶豐介紹,2009年10月,我國首臺千萬億次超級電腦係統“天河一號”問世。2010年11月“天河一號”超級電腦係統以峰值速度4700萬億次的高性能排名同期世界超算500強榜單的榜首,標誌著我國高性能電腦的研制技術步入世界領先行列。
2013年6月,“天河二號”超級電腦以峰值速度5.49億億次重回世界超算500強榜單的榜首並蟬聯六連冠。“天河二號”不僅在新材料、新能源、高端裝備制造、航空航太飛行器設計等領域發揮重要作用,同時與日常生活也息息相關,比如在PM2.5的預測預報、新型藥物的設計、動漫渲染等領域都有著“天河二號”的身影。
從“銀河”到“天河”,變化的是超級電腦越來越快的速度、越來越高的性能,不變的是超算科研人員代代傳承的“銀河精神”。作為團隊一員,胡慶豐感觸頗深,老一輩“銀河人”在銀河工程實踐中,提煉出了胸懷祖國、團結協作、志在高峰、奮勇拼搏的“銀河精神”,這種精神成為激勵一代代“銀河人”“天河人”不斷創新的不竭動力。“天河”團隊在“銀河精神”的基礎之上,繼承發揚形成了新的“天河文化”,就是以“銀河精神”為基本內核,堅持以我為主、勇于創新、勇攀高峰,形成了“天河事業”“天河隊伍”“天河文化”的良性迴圈。
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胡慶豐

美國、日本、中國同處于世界超級電腦研制的領先行列

美國、日本、中國同處于世界超級電腦研制的領先行列
美國、日本、中國同處于世界超級電腦研制的領先行列
今年6月25日,新一期全球超級電腦500強榜單發布,美國超級電腦“頂點”以峰值速度每秒20億億次佔據榜首。在上榜的超算總數上,中國以206臺位居第一,美國為124臺。胡慶豐分析,從“天河一號”奪冠到美國的“頂點”居首,期間經歷了日本的“京”、美國的“紅杉”和“泰坦”、中國的“天河二號”和“神威•太湖之光”,可以看出,美國、日本、中國同處于世界超級電腦研制的領先行列,形成了在具體係統上交替領先的格局。
更讓胡慶豐感到自豪的是,我國超級電腦在應用的普及性和廣泛性方面發展態勢良好,高端應用連續兩次獲得國際高性能電腦的最高獎——戈登貝爾獎。同時,以“神威•太湖之光”和2017年完成技術升級和係統優化的“天河二號”為標誌,我國超級電腦具備了從自主微處理器、自主互聯、自主軟件係統到自主應用的全方位自主研制。
國際超級電腦界的下一個目標是被稱作“E級超算”的百億億次超級電腦,美國、日本、歐洲都部署了“E級超算”研發計劃。今年5月在天津召開的第二屆世界智能大會上,國防科技大學的“E級超算”的驗證係統宣布完成研制。胡慶豐展望,它將是我國下一代百億億次超級電腦技術路線的一次探索和實踐。正在研發中的百億億次超級電腦係統將在我國的大科學、大工程、大數據和人工智慧等更加廣泛和深入地應用中發揮重要作用。