1992年11月19日,每秒運算速度達到10億次的“銀河-II”巨型計算機由國防科技大學研制成功,借此,中國成為世界上少數能發布中期數值預報的國家之一。
經過20多年的發展,中國超級計算機事業如今已經進入全球第1梯隊。就在昨天,最新的全球超級計算機500強榜單顯示,中國以228臺超算在數量上排第1,在算力上縮小了和美國的差距。
不過在取得成績的同時,不能忘記我國超算技術的艱難歷史。
中國超算發展可以歸為3個階段,第1是起步階段。
1946年,世界上第1臺數字計算機誕生美國誕生,我國科技領域的泰山北斗——華羅庚和錢三強敏銳地意識到這一設備的重要性,密切關注著這項新技術的發展。
1956年,周總理親自主持制定《十二年科學技術發展規劃》,將計算機列為科技發展的重點之一。2年后,我國第1臺自主研制的半導體大型計算機——103機便誕生了。此后,我國自主研制的第1臺大型數字電子計算機——104機也在1959年交付使用。
值得一提的是,現在傳說“用算盤算出來”的原子彈工程,實際上絕大多數計算工作都是由104機完成。
此后十幾年間,我國半導體和計算機技術不斷發展,不過直到改革開放,一直沒有真正意義上的超級計算機誕生,勘探的石油礦藏數據和資料不得不用飛機送到國外去處理,不僅費用昂貴,而且受制于人。
1978年,在中央召開的一次重要會議上,鄧小平同志鄭重表示:“中國要搞四個現代化,不能沒有巨型機。”國防科大擔負重任,當時的國防科大計算機研究所60歲老所長慈云桂立下軍令狀:“就是豁出我這條老命,也一定要把我們自己的巨型機搞出來!”
中間歷經5年,艱難困苦自不用多說,國防科大在1983年12月22日拿出第1項成果——每秒運算次數1億次的“銀河-I”巨型計算機,中國第1次有了計算速度在千萬級別以上的計算機,從而獲得了石油勘探、氣象預報工作的自主性。
9年后“銀河-II”在長沙通過國家鑒定,填補了我國面向大型科學工程計算和大規模數據處理的并行巨型計算機的空白。
接下來第2個階段,迎頭趕超。
雖然在上世紀80年代,我國有了超算,但相較于全球計算機技術領先的美歐日,無論是超算數量、單臺算力還是總算力,都處在排不上號的地位。但是在2002年,國家加大了對超算的投入,借著同時其他國家力度減小,逐漸實現了反超。
2009年,中國首臺千萬億次超級計算機“天河一號”同樣在國防科大誕生,峰值每秒鐘可計算1206萬億次,相當于全國13億人連續計算88年,實測性能速度達到每秒563.1萬億次,可以排進當年度全球超級計算機500強榜單第4位。
次年,國防科大對其進行了改造加速節點進行了擴充與升級,升級版的“天河一號A”實測運算能力倍增至2507萬億次,超越美國橡樹嶺國家實驗室的“美洲豹”,首次奪得全球第1超算的寶座。
此后5年,我國的“天河二號”和“神威·太湖之光”連續9次在超算TOP 500榜單折桂。而我國超算總算力也在2013年徹底甩開日本后,逐漸超過歐盟,與美國并駕齊驅。
值得一提的是,吸取2015年美國對中國超算機構禁售英特爾“至強”芯片,導致“天河二號”升級受阻的教訓,“神威·太湖之光”大幅轉向自主研發,其處理器是自研自產的“申威26010”芯片。
2016、2017年,我國打破美日30年壟斷,兩奪“戈登貝爾獎”,這是國際上高性能計算應用領域的最高學術獎,這意味著我國在超算應用領域也逐漸迎頭趕上。
第3個階段是重新開始追趕的階段。
前5年我國超算領先,除了自己的技術突飛猛進,還存在其他國家技術投入停滯的因素。尤其是美國,在奧巴馬任期內,整個美國對超算的研發都不算重視,直到快要卸任,他才發布一項總統令,要加快超算研制的創新步伐。
但特朗普對于超算卻頗為重視,盡管上任后為了省錢減稅建墻,砍掉了許多科研項目,但超算的預算不但沒砍,反而增加了。
2018年6月,美國橡樹嶺國家實驗室宣布,推出名為“頂點”的超級計算機。據介紹,該超算理論浮點運算峰值速度達到了驚人的每秒20億億次,接近“神威·太湖之光” 每秒12.5億億次的2倍,是當之無愧的世界第1。
截至目前,“頂點”已經連續4次蟬聯榜單第1,中國超算重新進入追趕階段。
不過,這個追趕將不會像是過去那樣中國單方面追趕美國,而是你追我趕,互有勝負。
今年10月,第六屆世界互聯網大會在浙江省桐鄉市烏鎮召開,在會上發布了《中國互聯網發展報告2019》。報告向外界發布了一個重大消息:我國百億億次超級計算機原型機型的研制工作。根據早前的計劃,新機器將于2020年面世。
百億億次超級計算機,這也是美、日、歐正在攻關的領域。早前英特爾的“Xeon Phil”處理器跳票,美國政府直接修改合同,讓其去研發百億億次超級計算機A21,預計將于2021年推出。
這也就意味著,我國的新超算有望在明年重奪世界第1的寶座。


