導 讀
·
「中國人要搞四個現代化，不能沒有巨型機。」自1978年鄧小平同志在全國科技大會上批准搞中國人自己的超級計算機，40年過去了。這40年間，中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」超級計算機問鼎首個世界第一，再到「天河二號」連摘HPC TOP500六次桂冠，中國超級計算走過了從「跟跑」到逐步邁上「領跑」的漫漫徵途，這是改革開放以來，我國科技發展從艱辛到輝煌的一個縮影。
論壇介紹
2018年12月15日，由國家超級計算天津中心舉辦的「致敬『銀河·天河』40年超級計算發展論壇」在天津濱海新區舉行，來自超級計算、人工智慧、生物醫藥、土木工程、航空航天、腦科學、新材料、氣候、氣象、空氣汙染、海洋、能源、基礎科學研究等領域的數十位著名專家，來自國防科技大學、中科院、國家氣象局氣科院、自然資源部第一海洋研究所、北京大學、清華大學、天津大學、南開大學、上海交通大學、中石油東方地球物理公司、華大基因等近百家科研院所、企事業單位的近300名科技工作者參加此次活動。
與會專家就中國超級計算發展、未來百億億次（E級）計算機研製挑戰與技術路線，以及超級計算在支撐國家重大科技創新發展的大科學大工程實施方面，在推動人工智慧與大數據新興領域發展等方面的廣泛和重要作用進行了卓有成效的交流。通過本次活動，深入總結了中國超級計算發展經驗，特別是「銀河·天河」創新發展的歷程，同時為中國未來百億億次超級計算機研製和廣泛應用，以及實現超級計算創新驅動國家全面科技和產業創新提供了寶貴經驗。
我國超級計算機發展史
「銀河」、「天河」系列超級計算機是中國四十年持續創新突破的代表。在國防科大與合作團隊幾十年的持續攻關過程中，我國全面掌握了超級計算機研製的「五大」自主核心技術，具備了自主晶片、互連通信系統和自主作業系統等核心產品的研製能力和產業化應用能力，並且催生了以超級計算為龍頭，高性能微處理器與微電子、網絡與通信、自主基礎軟體和信息安全等優勢方向共同發展的創新體系，引領中國超算事業穩步向前。現在，「天河三號E級原型機」已經研製成功，系統創新設計了「邁創」眾核處理器、互連接口晶片和路由器晶片3大晶片，4類計算、存儲、服務結點，10餘種PCB電路板，實現各關鍵技術領域整體自主創新。
伴隨著超級計算機的研製，我國超級計算應用同步發展，超級計算級技術不僅帶動著國家信息產業發展，並與大數據、人工智慧等新興信息領域息息相關，推動國家創新驅動發展，在我國建設創新型國家的戰略與實踐中佔據了重要地位。
以「銀河-Ⅰ」為主機系統，當時的石油部們建立了自己的石油地震數據處理系統；為了建立我國獨立自主的中期天氣預報數字系統，研製了「銀河-Ⅱ」巨型機，構建了中期數字天氣預報系統，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」等系列巨型機相繼研製成功，在航空航天飛行器設計、天氣預報和氣候模擬、新型能源的開發等多個領域發揮了重要作用，並為以後超級計算機的研製與應用打下了堅實的技術基礎。
「天河」應用示範
當前，「天河一號」實現滿負荷運行，全面服務國家科技創新和產業發展。從2013年起，「天河一號」超級計算機利用率超過75%，進入高效運行狀態，2015年初，實現了滿負荷運行，現在每天並發在線計算任務數超過1400項，每年共完成超過340萬項，做到了真正的「中看又中用」，在各個重大前沿科技和產業創新領域發揮重要作用。
在油氣勘探領域，服務能源發展，保障國家能源安全，研發自主核心軟體，打破歐美壟斷；在高端裝備領域，支撐海洋裝備、電力裝備、環保裝備、無人機、內燃機、汽車等進行數值模擬，支持了相關企業的創新能力提升和轉型升級；在生物醫藥領域，支撐愛滋病、癲癇、胰島素等自主智慧財產權新藥的研發並獲得重大突破，助推我國腦科學研究，為改善民生做出貢獻；在新材料研發領域，支撐前沿創新與先進位造，支持200多個從事金屬、納米、先進複合、儲能、超導、磁性等新材料的科研團隊開展新材料計算模擬研究，取得世界先進水平的科研成果，在Nature、PRL、JACS等國際頂級期刊發表了數百篇論文。
支撐科技創新方面，累計支持國家科技重大專項、國家重點研發計劃等重大項目超過1600項，涉及經費超過20億，取得國家級、省部級獎勵成果和包括Nature、Science在內學術成果2000餘項。支撐產業發展方面，依託「天河一號」構建了油氣勘探、基因健康、工業設計與仿真、建築與智慧城市等十餘個專業化平臺，聚集行業企業超過三千餘家，為近200家規模以上企業提供了高質量創新服務，節省研發投入數億元，為企業帶來相關經濟效益近百億元。
同時，「天河二號」也在新材料、新能源、高端裝備製造、航空航天飛行器設計等領域發揮重要作用，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，成為與創新發展和人民生活息息相關的「國之重器」。
「天河」超級計算機的應用與示範，引領了服務重大前沿基礎科學研究與深度融入產業發展的「頂天」「立地」的綜合應用模式，實現了提升國家公共資源利用效率和創造國家更加公平高效的創新研發環境。總之，「天河」系列超級計算機已經融入國家創新驅動發展、國家信息安全、「網際網路+」、「中國製造2025」等重大國家戰略和發展計劃，並在支撐智能製造、智慧港口、智慧交通、智慧城市等產業發展、社會公共服務能力等方面發揮重大作用。