2010年11月,在世界超級計算大會上,「天河一號」二期系統以計算峰值高出第二名——「美洲虎」兩倍多的絕對優勢,勇奪國際TOP500排名第一,打破了美國在超級計算機領域長期一家獨大的局面,標誌著我國自主研製的超級計算機綜合技術水平跨入世界領先行列。
2019年初秋時節,國防科技大學校園內瀰漫著桂花香。從學校北門走進,一眼就能望見形似「天河」的計算機學院科研樓。這裡,就是「天河一號」開始的地方。
↑天河一號
「『天河一號』可以說是誕生於國家創新迫切需要之時。在信息技術領域,當時西方發達國家具有絕對優勢。而國外對我們採取嚴密的技術封鎖,怎麼辦?自己幹!」國防科大研究員、「天河一號」主任設計師曹躍勝回憶說。
2006年,在國際超級計算機速度達到百萬億次、國產超級計算機尚未突破十萬億次之時,這個高性能計算創新團隊就吹響了攻克千萬億次的集結號。
一場極富創意甚至有點冒險的主動出擊戰「打響」了。
他們針對高性能計算發展的前沿技術、關鍵技術和新興交叉技術等方面開展預先研究,相繼突破了一系列技術難題,掌握了一批擁有自主智慧財產權的關鍵技術,為研製更高性能的超級計算機奠定了技術基礎。
三年後,「天河一號」以全球第5的性能速度驚豔亮相。僅過了一年,擴充升級後的「天河一號」摘取了超級計算機領域的桂冠。
曹躍勝從事超級計算機研究已近三十年。2019年9月19日,曹躍勝告訴記者,中國超級計算機問鼎世界超算榜首,並非偶然,這其中浸透著幾代中國超算人的艱辛與汗水。
1983年,我國第一臺億次巨型計算機「銀河-Ⅰ」問世,之後又相繼研製出不同量級的「銀河」系列巨型機,一步步將我國巨型機研製水平推向世界前列。2009年10月29日,「天河一號」一期系統研製成功,使我國成為繼美國之後世界上第二個能夠自主研製千萬億次超級計算機系統的國家。
這樣的成績,來自超強的膽魄,也來自超出常人的艱辛。
↑國家超級計算天津中心
「每天在機房一待就是十幾個小時,將系統、節點、硬體互連、散熱等問題一點點排查、一層層解決。」國防科大副研究員彭林全程參與了「天河一號」在國家超級計算天津中心的安裝部署測試任務,回憶起那段時間的經歷,他感慨良多。
超級計算機聚集了數以千萬計甚至更多的處理器,可處理大量的數據和高速運算。如何讓處理器協同工作,有效提升利用效率,需要科研人員的創新,也需要他們的堅持。「有時精疲力盡也不一定能解決問題,有時費盡心力解決問題後,來不及高興就要投入下一次迭代。但每當機器運行效率得到提升的時候都很欣慰。」
↑研製人員在檢測系統運行情況
「大多數時候平淡無奇,偶爾伴隨著痛苦和壓力,這是我們科研人的常態。」彭林說,「『天河一號』問鼎世界冠軍的時候我們都很激動,那之後咱們還是『該幹嘛幹嘛』,畢竟科研的腳步永不停歇。」
如今超級計算已經融入國家發展的方方面面,而在強大的運算能力的推動下,我國的科技創新,也迎來了更多新的發展機遇。
我國從研製出第一臺每秒億次計算的「銀河-Ⅰ」巨型機實現「零」的突破,到「天河一號」問鼎首個世界第一,再到「天河二號」連摘六次世界桂冠,中國超級計算實現了從「跟跑」到逐步邁上「領跑」的徵途。
依託4700萬億次每秒的超級運算速度,「天河一號」真正實現了「算天、算地、算人」。如今,來自全國幾千個科研和企業的團隊,同時在「天河一號」上開展工作。「天河一號」每天要完成8000多項運算任務,每一秒鐘的在線研發計算任務就有1400多項。
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