大國引擎

余艷

引言：唯創(chuàng)新者勝

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

一位魁梧的軍人正闊步走來，像檢閱隊列的將軍。

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級原型機系統(tǒng)就在這里完成并順利通過該項目課題國家驗收，如今進入開放應(yīng)用階段，這標志著我國高性能計算機已開始向百億億次級的E級超算邁進。

“‘天河三號超級計算機將實現(xiàn)所有元器件的國產(chǎn)化，預(yù)計兩年后投入使用。”擲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在國防科技大學(xué)誕生。中國成為繼美、日等國之后，能夠獨立設(shè)計和制造巨型機的國家。隨后是“銀河-Ⅱ”“銀河-Ⅲ”，驚艷世界！2010年，千萬億次超級計算機“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，實現(xiàn)了世界高性能計算機TOP 500排名六連冠！加上“天河一號”首次世界登頂，“天河”系列7次登上巨型計算機世界珠穆朗瑪峰！

從億次到千萬億次，從“銀河”到“天河”，科大團隊在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?！度A爾街日報》引用美國計算機專家的話說，這臺機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，標志著經(jīng)濟競爭力從西方轉(zhuǎn)向東方……

而運算能力將比“天河一號”高200倍的“天河三號”E級原型機系統(tǒng)，這新一代百億億次超級計算機一年前通過了國家驗收，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，再到國家軍事重點科研攻關(guān)的國防科技大學(xué)，這支團隊，為改變我軍裝備落后狀況一直在殫精竭慮搏殺。

20世紀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、國防大項目實現(xiàn)，超級計算必當先遣兵！

于是，有了超級計算機零的突破，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)新的強大支撐、經(jīng)濟發(fā)展的超強引擎，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，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)展機遇，甚至錯過整整一個時代。”“在國際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的交點上，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)新團隊上。

一、絕地反擊，登峰從“銀河-Ⅰ”起步

要干，就瞄準世界一流。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)新團隊是排頭兵、突擊隊！這場曠日持久的白刃戰(zhàn)，遠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)不是靠實驗而是靠計算；《阿凡達》超2/3畫面都是算出來的。計算機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、實驗無法解決的難題。

就此，“天河一號”可謂“神算”。

一個飛機氣動外形設(shè)計，原來要花三五年，運用“天河一號”進行輔助設(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。

被當作算天、算地、算人、算未來的超級計算機，因其“神算”技能，被人類譽為探索自然奧秘的“天文望遠鏡”。

“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：德國萊比錫

事件：世界超級計算機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500強排名，“天河二號”超級計算機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運算。

“天河二號”有多強？運算1小時相當于13億人同時用計算器計算1000年，存儲總?cè)萘肯喈斢诖鎯γ績?0萬字的圖書600億冊。

“天河二號”有多大？由170個包括計算機柜、服務(wù)機柜、通信機柜和存儲機柜組成，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?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，直奔新機芯工程例會現(xiàn)場。對他來講，摘取超級計算機的下一頂“皇冠”是一項時不我待、只爭朝夕的任務(wù)。

“我們通過驗收的‘天河三號模擬樣機，它的運算能力將比‘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“銀河-Ⅰ”在國防科大研制成功，實現(xiàn)了我國巨型機零的突破。同一個強國夢，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的研制。錄取難度非常大，他冒了很大的風(fēng)險。事實也如此，6人報考國防科大計算機系，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，我們自己獨立設(shè)計制造的、創(chuàng)造歷史的超級計算機是什么樣子。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問世，可國外早已研制出億次巨型機。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。”

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

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，他倆太幸運了，這里被譽為中國的“西點軍?！?，是從事國防關(guān)鍵技術(shù)和先進武器裝備研究、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，竭盡全力一起奉獻給了超算事業(yè)。

第一代超算前輩是最難的，卻頑強堅毅地拉開了中國巨型計算機趕超的序幕。

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，十分嚴肅地說：“上午，中共中央在北京召開巨型計算機研制部署會，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！”慈云桂在動員大會上說這話的時候，比張愛萍首長還嚴肅十分。

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)大進軍的號角。大會討論時，小平同志重點談到了計算機技術(shù)發(fā)展問題，高瞻遠矚大聲疾呼：中國要搞四個現(xiàn)代化，不能沒有巨型機！

突圍！沖關(guān)！跨越！

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

“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伍：“中國人民解放軍是老虎，我們就是為老虎插上翅膀。”

如今，突破巨型機研制，那是為國家插上翅膀！慈云桂當然知道是到拼命的時候了。

受BSP計算機啟發(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)計巨型機的“大腦”和“心臟”，將運算控制器變“一路縱隊”為“多路縱隊”，運算速度提高了一倍，解決了指令和存儲控制器以及通道問題。習(xí)慣了嚴謹?shù)闹芘d銘，在最后攻關(guān)時期，將主機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)中看未來的機遇。一個團隊的戰(zhàn)略眼光，才是為發(fā)展贏得先機的前提。

“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?！蹦赀^九旬、在干休所療養(yǎng)的胡守仁教授，憶起當年歲月，依舊神采飛揚，“可以說，國防科大計算機技術(shù)攻關(guān)歷程，就是中國計算機事業(yè)發(fā)展的縮影?！?/p>

1983年12月，我國首臺億次巨型機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、整日沉寂在實驗室的軍人，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。起初國家為這項任務(wù)安排了2億元人民幣。慈云桂帶領(lǐng)我們精打細算，只花了3000多萬元，還包括建科技樓、“銀河”計算機房的費用。而且整個系統(tǒng)的研制費用大大低于預(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，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)我們非常渴望引進一臺AD-10計算機，可對方開高價不說，還不愿意出最先進的機型。好不容易簽了合同，對方卻拖著不交貨。實在拖不下去了，又提出一個讓人難以接受的條件，機器不能安裝在北京，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，就是讓你用不成機器。

可“銀河-Ⅰ”威武雄壯地登場了，美國卡了多年的巨型機卻“鮮花般”送來。且降價幅度達50%以上，遠遠低于“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”的總負責(zé)人，他知道自己在巨型機研制中有多大的責(zé)任。

1982年，他們接到研制仿真機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)李思昆等四人遠涉重洋來學(xué)習(xí)，其實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)研美國超級計算機軟件技術(shù)發(fā)展動態(tài)，并結(jié)識幾位美國計算機軟件專家。

必須完成任務(wù)，無論受多大委屈，也一定把先進技術(shù)多多裝進我們中國人的大腦。初在美國待了24天，為了考察方便和節(jié)省出國經(jīng)費，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，從丹佛乘飛機到舊金山。一出機場取行李，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，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)機組開始抱團發(fā)力。在團隊的每個實驗室角落，都擺放著折疊行軍床；一日三餐，都在實驗室吃盒飯。最好的待遇就是深夜12點以后能吃到食堂的免費水餃。

為了排除干擾，加快研制進程，陳火旺把軟件研制團隊拉到韶山滴水洞，一去就是50多天，閉門研究、實驗，集中精力研發(fā)、推進，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都統(tǒng)一叫成了——“爭氣機”！

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?。?/p>

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

實際上，我們的自信是有底氣的。1988年3月24日，一臺YH-FI仿真機乘著208次列車由長沙運往上海。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……

機器受損如何？試機了，當大家小心翼翼合上電閘，真棒，一次成功！且運行非常穩(wěn)定。突然降臨的考驗成了仿真計算機品質(zhì)過硬的試金石，這也是對周興銘和研制團隊精益求精、刻苦攻關(guān)的最好驗證。

主動搶任務(wù)是“銀河團隊”的傳統(tǒng)。“銀河-Ⅰ”是超算之父慈云桂在小平同志手里“爭”來的?！般y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公司進口一臺小型超算機，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，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，也買不來一臺先進點的超算機。

實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”。中國計算機技術(shù)不能永遠跟在別人后面跑，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算10億次的“銀河-Ⅱ”巨型機。

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。攻堅戰(zhàn)在國防科技大學(xué)計算機研究所拉開序幕。周興銘搭檔陳福接總指揮，與“銀河-Ⅱ”巨型機的研制者們，把科研的目光瞄準了當時世界上最先進的機型方案——四個中央處理機的并行計算機，決心用4年的時間走完發(fā)達國家10年走過的路。

經(jīng)過艱苦的方案認證和長達兩年的10輪合同談判，國家氣象局和國防科大簽訂了購機合同，購機經(jīng)費3100萬元，既走軍民融合之路，又減輕國家科研負擔(dān)。1986年8月2日，意向書簽訂，標志著“銀河-Ⅱ”計算機正式立項。再用相當于別人數(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，與原來國外進口的巨型機僅隔一道玻璃墻。兩相比較，“銀河-Ⅱ”不僅實現(xiàn)了進行中長期天氣預(yù)報的目標，性能比外方機器更穩(wěn)定。那臺老式進口機不多時就遭淘汰。中國成功打破發(fā)達國家的技術(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水平的巨型機。我們終于可以回拒：不勞煩你們，我們的巨型機“一機獨大”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、獻身超算事業(yè)，讓楊學(xué)軍看在眼里?？蛇€有一處激發(fā)他潛能的點，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，費用相當昂貴。受制于當時特殊的國際環(huán)境，中國的科學(xué)家了解國外巨型計算機發(fā)展的途徑也十分有限，買一臺回來則更不現(xiàn)實。胡慶豐教授回憶道：“這種億次的機器，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70年代末，我國某研究所從國外進口了一臺高性能計算機，外方以技術(shù)保密為由，要求為這臺機器建一個六面不透光的“安全區(qū)”，把機器鎖在玻璃房子里。由美國技術(shù)人員專門管理，中國人上機操作，必須在外方監(jiān)控下進行。不得接觸機器和有關(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實現(xiàn)從追趕到超越的起點！

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峻考驗；

每一項成果，都蘊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”億次巨型機沒有研制成功時，國際市場上，與它同等水平的巨型機售價驚人。而當“銀河-Ⅰ”誕生后，國際市場上的巨型機立刻掀起一股“降價狂潮”，與其同水平的巨型機驟然降到數(shù)百萬美元。發(fā)達國家為何如此“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“一點點”？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。可這是扛鼎，扛的是國家和民族的尊嚴，扛的是軍隊和百姓的命運！楊學(xué)軍只覺得沉甸甸的，但他不會退縮！

好在，機遇也來了。

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，峰值進入瓶頸，再上一點都難。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)達國家處于同一起跑線，這機遇意味著，中國在超算領(lǐng)域決戰(zhàn)崛起、沖擊巔峰的時機已經(jīng)來臨！

盧錫城院士后來回憶道：“當時，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)。如果走國際公認的新一代巨型機的技術(shù)路線——大規(guī)模并行處理機，則難度高、風(fēng)險大。及時抓住機遇，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?！?/p>

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)，實現(xiàn)百億次巨型機，確保巨型機全面領(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)科研團隊分析論證后，果斷選擇了新路線。

可是，兩大挑戰(zhàn)擺在團隊面前：一是科研隊伍正值換代期；二是技術(shù)難度大?！耙驗檫^去做的機器是向量并行的，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?！睏顚W(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，解決了上一代沒有聯(lián)機的磁帶子系統(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，這代機型，因此成為后來世界巨型機發(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作一輛汽車，他們要讓這座立交橋上的每個入口進出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)的性能進行了詳細的模擬和比較，團隊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)團隊，創(chuàng)造性地提出可擴展密碼服務(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、軍用增強的技術(shù)路線。從硬件、軟件全面進行自主研發(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)，哪一項能買來、能引進？面對國外的技術(shù)壟斷與封鎖，中國人只能挺起自強的脊梁！”廖湘科還回憶道，“當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，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。

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。

走進國防科大的校門，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”超級計算機系統(tǒng)研制成功，標志著我國在超級計算機領(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，再接再厲，堅持以我為主，勇于自主創(chuàng)新，不斷強化前沿技術(shù)研究，為推動我國科技進步、建設(shè)創(chuàng)新型國家作出更大貢獻。

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，“銀河團隊”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“天河一號”的研制任務(wù)下達給國防科技大學(xué)。打破學(xué)科壁壘，整合優(yōu)勢資源，200多人的團隊分成4個創(chuàng)新攻關(guān)小組，組成“聯(lián)合艦隊”，大團隊作戰(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?！耙惶?個班，每周6天半。”領(lǐng)導(dǎo)釘在一線，一干幾個晝夜幾乎是每個團隊的常態(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500強排行榜上，“天河一號”位居第一，震驚了世界。

喜訊傳來，正在機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肯喈斢?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發(fā)展史上新的里程碑！”

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

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

瞄準世界科技發(fā)展前沿，敢為天下先、占領(lǐng)制高點。

1.高壓下，“聯(lián)合艦隊”拿下“巨無霸”

作為高新技術(shù)的戰(zhàn)略制高點，超級計算機不斷提高運算速度的過程中，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，世界巨型計算機發(fā)展規(guī)律是每十年性能高一千倍。如果2000年國際先進水平是一萬億次，到2010年肯定會達到千萬億次級。

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相當于主火箭，GPU相當于一個助推器，主火箭捆綁一個助推器，來增強它的計算能力。”

他們心里明白，亦步亦趨永遠差那么“一點點”，就永遠受制于人。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遇。極富創(chuàng)意甚至有點冒險的戰(zhàn)役，太有魅力！

翻100倍，直接向1000萬億次沖鋒，實現(xiàn)歷史性大跨越！

“這跨越，不是通過單純擴大規(guī)模來實現(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，在國際超級計算機速度達到百萬億次，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，超算強國美、日、英都不敢想。事實上，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；

這是一次不畏強敵、突破自己、實現(xiàn)超越的大跨越。

其實，對“銀河人”來說，這并不是第一次。當年的慈云桂帶領(lǐng)大家研制“遠望一號”遠洋測量船中心計算機，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，真到實驗里，劍走偏鋒的怪棋并不好走。

“要占領(lǐng)制高點，必須盡快跨越，研制千萬億次計算機?！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構(gòu)、由中國學(xué)者獨立完成的學(xué)術(shù)論文，也是計算機發(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，為世界超級計算機技術(shù)突破“冰封期”提供了嶄新的思路。

中國與世界計算機強國開始了巔峰對決！

在超級計算機研發(fā)團隊，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，抱團突圍——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，實施矩陣式指揮管理體系，又要科學(xué)統(tǒng)籌進度；超算機，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)保紡V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”軟件研發(fā)組組長，2007年，總師給他下達一項任務(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”，機組里CPU本來很賣力，一加進GPU，連原來的“和尚”都不挑水，效率始終在20%這個點上徘徊。一個15人的“突擊隊”來了一次長達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”；項目領(lǐng)隊：軟件專家、項目組長楊燦群。

這幫遠離家、躲開熟人的小隊伍，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，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點多，太累了，連閱兵都沒法看，心里一直想著3072個節(jié)點，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……

自己實在是滿負荷工作，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、走得遠。汽車、飛機，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，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。

封閉攻關(guān)的歲月里，先后歷經(jīng)無數(shù)次實驗、改進優(yōu)化8萬余次，終于發(fā)現(xiàn)“和尚”們的運動規(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”已是事實上的世界第一了。

楊教授與同事們并不滿足，他們認為“天河一號”仍有潛力可挖。只有把“美洲虎”甩得更遠，“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，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)，進行驗證優(yōu)化……”楊教授的電話當即打到正在進行性能測試的同事手上。當晚12點多，新的測試結(jié)果出來，果然，速度達到每秒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？”成為楊燦群團隊碰面習(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，GPU的計算效率的最高值，國際上一般能達到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“通信網(wǎng)絡(luò)立交橋”的新型交換機方案出了問題：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)新團隊就連最年輕的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，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)點機、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。”40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緊迫需求，這是‘銀河人應(yīng)有的擔(dān)當，也是‘銀河精神更深層次的傳承。”廖湘科說。

“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的主流結(jié)構(gòu)。而生產(chǎn)GPU的美國廠商英偉達公司，也因此身價大漲。

美國用7年時間研制千萬億次機，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！”這是同事們對廖湘科的一致評價。計算機學(xué)院教授張民選回憶說，一次“銀河-Ⅲ”調(diào)機時，發(fā)現(xiàn)一個硬件設(shè)計缺陷影響到整個系統(tǒng)的運行，在無法替換硬件的條件下，廖湘科竟帶領(lǐng)軟件隊伍，用“打補丁”的方法避免這一缺陷。

當時的廖總指揮，已是積累了幾十萬字的學(xué)習(xí)資料、善于思考和認真負責(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。當這一核心技術(shù)有了突破，“天河一號”才真正實現(xiàn)從百萬億次到千萬億次的跨越。

廖湘科整天泡在機房查程序，機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。”不經(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”二字的掩護下，變成自得其樂的陶醉。而其間的種種困難，也因為“上癮”，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的踏實履痕？

不久，他特別能戰(zhàn)斗的團隊中，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)新團隊，專鑄“軍芯”，打造我們自主研發(fā)的“中國芯”。

20世紀90年代，西方國家對我實施禁運，我軍某型戰(zhàn)機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)團隊在誓師大會上臨危受命——一定要實現(xiàn)戰(zhàn)機核心芯片國產(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。當時，沒有先進的工具軟件，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)機的芯片。看著我們的戰(zhàn)機已成為我空軍主力機型，馳騁在祖國藍天，陳書明和他的團隊哽咽了，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”，是耐心配細心、核心配精心，對細節(jié)只能精益求精?？蒲兄心呐乱粋€細小的疑點都不能放過，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)路線上的高瞻遠矚使陳書明團隊在正向兼容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)域達到國際領(lǐng)先水平，為其承擔(dān)國家重點項目研制任務(wù)積累了雄厚基礎(chǔ)。

機會從來就是給有準備之人。

陳書明早在“十五”期間就布局開展輻照機理及加固技術(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任務(wù)，責(zé)無旁貸地落在了陳書明和他的團隊肩上。

可從此坎坷不斷，甚至整個團隊被逼到了絕境。

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，必然達不到設(shè)計目標，而一味堅持目標又幾乎不可能實現(xiàn)，團隊成員近乎絕望。

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，仔細分析設(shè)計數(shù)據(jù)，梳理數(shù)據(jù)流向，精確推斷進度，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?？傮w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)團隊“高效，再高效”“精細，再精細”，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，一個團隊，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。團隊成員中李振濤、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”進發(fā)了?！安桓倚獨獍?，芯片研制事關(guān)重大，我們不提前趕超，多準備些，哪一天被別人卡了，就被動了。”

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)新團隊，在不斷創(chuàng)造第一的奇跡中實現(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

“天河團隊”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的全過程，但追根溯源，它在建造超級計算機之初已慢慢萌芽。那是多少視國家榮譽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，他才走出機房，住進醫(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，而軍隊永遠是負有特殊使命的。既然選擇了綠軍裝，就得獻身國防。我們泱泱大國，總要有更多的人堅守一些東西。”

胸懷祖國的人生理想、獻身國防的目標定位，使這幫科研人以苦為樂、甘于奉獻。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”立項上馬，31歲的楊學(xué)軍擔(dān)當大任，工作壓力可想而知。當時，女兒剛6歲，妻子也是研制團隊的骨干。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)軍動員在老家當中學(xué)老師的母親提前退休，來長沙為他們照顧孩子。

“當時，處于一個非常矛盾的境地，當時媽媽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“銀河團隊”，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。干脆把辦公室和機房當成家。餓了，隨便吃幾塊餅干；困了，找個地方打個盹。實在需要補充營養(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”計算機鑒定正式揭幕，周興銘帶著一臉倦容從機房里走出來，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！”

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”機房地下的英靈們，可以組建一支“銀河研究隊”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踐經(jīng)驗整理留給戰(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，去實現(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：“我實在太累了……”

“銀河-Ⅰ”的總設(shè)計師、我國巨型計算機之父慈云桂，生命的最后一刻還在工作，73歲的他把一生獻給了超算事業(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，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丝蹋?/p>

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，大力推進科技進步和創(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，因為——保持第一比拿下第一，更難！

2010年11月，“天河一號”高性能計算機系統(tǒng)，以絕對優(yōu)勢超過美、日、英同類機。但這第一的桂冠只保持了短短的7個月?！疤旌右惶枴北蝗毡镜摹熬背^。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?！疤旌右惶枴备笨傇O(shè)計師胡慶豐教授淡淡地說：“誰都只是暫時領(lǐng)先?！边@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，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，強國交替領(lǐng)先是一種常態(tài)，我們的目標是讓超級計算機的自主創(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：用自主創(chuàng)新的國產(chǎn)貨取代充滿危機的進口貨。

如果說，“銀河玉衡”路由器、“銀河智能工具機”、“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基礎(chǔ)。

廖湘科說：“在超級計算機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)坐世界強國之列，被世界各國當最大的對手，這高度和格局很重要?！?/p>

到自己真正接手團隊，廖湘科才深有體會。“沒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遇。作為超級計算機的‘國家隊，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，那是被境外媒體譽為中國“土產(chǎn)”計算機奇才的楊學(xué)軍說的：“國家和軍隊對國防科大的人才培養(yǎng)和科學(xué)研究提出了迫切要求?！繛橹赫咚溃瑖揖褪侵?，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)團隊開啟量子計算、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！永遠在心里虛擬一座最高的山，那山可能是外國列強，要超；那山可能就是我們自己，同樣要超！

1.前瞻布局，巨型機終于印上“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)。”

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CPU依賴進口的局面。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，在實現(xiàn)“中國造”的研制過程中，太不容易。

比特級IB交換機美國當時剛出樣機，國內(nèi)還沒有解決這個關(guān)鍵技術(shù)的先例?？伞般y河團隊”瞄準一流定位：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)新團隊憋著一口氣，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。團隊研發(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)遠遠大于國際設(shè)計規(guī)范的技術(shù)指標。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：性能遠遠優(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。實測技術(shù)指標完全達到或超過同類產(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”為何在整體運算速度超過美國進入世界領(lǐng)先地位，是因為互聯(lián)芯片、CPU芯片等大量取代原來進口芯片，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)、先進機械裝備設(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。”廖湘科幽默地說出這句，我們能想到這個清華學(xué)子的自信與實力?！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?，他從大三起，在科協(xié)的組織下，和幾個要好的朋友就開始了專業(yè)實踐，“也就做點零活……”清華開放的實驗室環(huán)境，良好的實驗條件，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。

廖湘科帶團隊有一種透明的赤誠?！白詈玫囊稽c，是技術(shù)人員可以批評領(lǐng)導(dǎo)?！薄叭绻愕南聦倥u你……”我問。“那我就批評我的領(lǐng)導(dǎo)唄?！迸紶柾赋龅挠哪蛦渭儯３＞惋@示出他的大度，“錯了就改嘛，你不把它當面子問題，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)水準和強烈的責(zé)任心。一句淡然的“清華人嘛，就應(yīng)該要好一點?！绷髀兜氖菓?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)知識和實踐能力，在各項攻關(guān)中，廖湘科答疑解惑、出謀劃策，他又成了當然的“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”，恐怕是樹立不起來了。

看碟不用動腦筋，那是休整；喜歡請團隊看電影，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，作為超級計算機研制的“國家隊”，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，不斷強化前沿技術(shù)研究……”

夏去秋來，當年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，大力推進科技進步和創(chuàng)新，努力在前瞻性、戰(zhàn)略性領(lǐng)域占有一席之地?！?/p>

“習(xí)主席和科技創(chuàng)新團隊代表一一握手、親切交談……”廖湘科回憶當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)進步獎特等獎獲得者、“‘天河一號高效能計算機系統(tǒng)”項目第一完成人、“天河二號”總設(shè)計師，廖湘科代表全體獲獎人員發(fā)言。

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

2018年的“中興”事件和隨后的“華為”事件，進一步證明了“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“中國十大科技進步獎”，“銀河團隊”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)總書記視察天津濱海中關(guān)村“天河三號”超級計算機研發(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)展的高瞻遠矚，廖湘科帶領(lǐng)創(chuàng)新團隊，做好了布局：

身處前所未有的大變局時代——高標準籌劃，破解突出矛盾和瓶頸問題；

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

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)域形成獨特優(yōu)勢；

身處隨時競爭的血性拼殺——創(chuàng)新驅(qū)動、瞄準嶄新的“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“銀河團隊”實施禁運。原計劃使用美國的Intel芯片，迫使團隊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、一體機、筆記本等系列整機產(chǎn)品正在推廣應(yīng)用。

團隊終于兌現(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)，運算速度將提升1倍，達到每秒10億億次，實現(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進行競爭。為科學(xué)研究提供更快更好的計算機是計算機科學(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。

——美國一家國家實驗所副主任霍斯特·西蒙

今天的中國和中國軍隊，都處在由大向強的“關(guān)鍵一躍”，這是一條布滿荊棘、充滿博弈的競進之路。歷史將更重的責(zé)任交給了新一代的“銀河團隊”，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，是他們的核心宗旨。

奮斗和犧牲的故事太多，這個真實故事很離奇。

該校計算機學(xué)院宋博士和女友約好在女方家舉行婚禮的日子。就在他準備動身的前夜，一個由他負責(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，由他愛人獨自舉行婚禮……

只管奉獻、不圖回報就是這個團隊集體的犧牲精神。

研制超級計算機系統(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，人人獻計獻策。有的設(shè)計思想說不清到底該屬于誰，所有技術(shù)難點都變成了科研攻關(guān)的珍貴創(chuàng)新點。即使評為國家一等獎，最多也只能署15個人的名字。面對榮譽得失，團隊人員胸懷坦蕩：“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、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)新團隊，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”

對于超級計算機而言，比運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。

依然得益于團隊的搶先布局，“天河一號”“天河二號”作為中心主機先后部署于天津、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，奮力開拓強軍事業(yè)發(fā)展新境界。

記得廖湘科帶領(lǐng)團隊連連闖關(guān)后，道出創(chuàng)新團隊共同的心聲：“創(chuàng)新事業(yè)中，忠誠與能力同樣重要。為國擔(dān)當?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”！只因為太粗糙的地溝水泥表層，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……

用自己的肌膚護光纖“皮膚”，誰的號令？誰帶頭跳進地溝？是大家！他們誰都害怕“光纖皮膚”有哪怕一點點磨損，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)，人民子弟兵跳進洪流堵潰堤，冒著余震救災(zāi)民；

今天，科研人員護器材，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”超級計算機應(yīng)用初始，推廣起來并不順利，廖湘科主動站出來，一邊當“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)用運行環(huán)境。如今，“天河”超級計算機已經(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。

廣州超級計算中心先導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)負責(zé)人盧澤新研究員說，“天河二號”具有強大的計算能力，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)過上百次的真實碰撞實驗，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、特別能攻關(guān)、特別能奉獻的全面過硬團隊?！庇嬎銠C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目中的組織領(lǐng)導(dǎo)作用，是團隊攻無不克的制勝法寶?！绷蜗婵圃谘芯可笳n堂聲如洪鐘，“超級計算機這個科技領(lǐng)域的航空母艦、國家軍隊的系統(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。從這里出發(fā)，國防科大計算機研制攻關(guān)進入到下一個“百米沖刺”！

湘江之濱，深藏著一座學(xué)術(shù)茂盛、人才濟濟的岳麓書院?！般渖撇?，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、“銀河”系列仿真計算機、“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，反而率先研發(fā)出來全球首款人工智能處理器芯片?！疤鞕C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級計算機關(guān)鍵技術(shù)驗證系統(tǒng)”實現(xiàn)突破；

國家軍隊信息系統(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，實驗室的燈光，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)新底蘊更加厚實。

大學(xué)之大，在于精神之立！

責(zé)任編輯 趙文廣