曾经一穷二白 几十年前,欧美等发达国家向中国禁运高性能计算机,但作为一个发展中的大国,中国对高性能计算机需求非常迫切。 20世纪八九十年代,在巴统协议下,西方国家在高技术领域对我国进行封锁和限制。原石油工业部物探局花“天价”买了一台IBM大型机,还必须接受对方的苛刻要求,把机器安放在一个中国人不得入内的透明的“玻璃屋子”里,以方便美国专家监控。而且,美国专家还要将监控日志定期上交给美国政府审查。 之后,由于勘探石油的需要,中国不得不花高价购买IBM、SGI的高性能计算机,这些机器后期的集成与维护费用动辄以百亿计,即便这样,它们也对中国买入的机器进行了某些功能上的限定。 “过去,国外专家圈内盛行中国贫油论,当时中国满大街跑的车上都顶着一个煤气包,中国作为大国,没有石油是非常要命的。”曙光总裁历军在向记者描述当时的情形时,表情凝重,“中国有油,但就是找不到; 要找到石油,就必须进行大规模的计算,在这种历史背景下,政府才不计血本,从国外引入高性能计算机。” 回忆起当初国外的种种限制,中科院计算技术研究所研究员、龙芯课题组负责人胡伟武也非常气愤:“国外卡得太严,我们往往只能在跟外国元首会晤时,才有机会买到几片芯片,这真是让人难受。我当时的梦想就是一定要做出自己的高性能芯片。” 历军回忆,他刚进入中国高性能计算领域的时候,外国对中国处处封锁,我们事事都得依靠自己从零做起。所谓的“零”就是,包括印刷电路板、集成电路、晶体管、硬盘等等都得靠自己一点点地摸索研发。 “在研发曙光1000的时候,国内集成电路还非常不成熟,当时没有自动焊接技术,就得靠老工人拿电烙铁一个管脚一个管脚地去焊接,这样做的结果是,工作量大,产品误差也很大,曙光1000有36块板,通常要多做出很多,留好的,坏的再点灯熬夜修。”谈到此处,历军的眼圈都红了。 中国独立自主研制高性能计算机的理想,便发轫于一穷二白和国外重重限制的窘迫当中。 科研攻坚战 为了拆除屈辱的“玻璃房子”,满足我国对高性能计算机的强烈需求,1956年,周总理亲自领导了《科学技术发展十二年规划》的制定。从那时起,中国开始摸索高性能计算之路。 而“白手研发HPC”的艰巨任务也自然而然地落在了科研界的头上。也就是在那个时候,中国科学院计算所成立了,其主要任务就是攻坚“计算科学”。据资料显示,借鉴当时原苏联已有的技术和经验,计算所研制出了中国第一台小型机103机和第一台大型机104机,在这之后,又研制成功了107、119、111、717、757等计算机,这些机器都在相应的历史时期为国家做出了贡献。 1992年,在计算所的努力下,我国第一台每秒25亿次的高性能计算机——曙光1000研制成功。就在这台计算机诞生的第三天,美国宣布解除10亿次计算机对我国的禁运。“这台机器是为东方地球物理研究所研制的,而‘玻璃房子’就设在那里。”历军说。 随着解禁令的下达,我国HPC商业化的时代也来了。几年不到,中国95%的市场已经属于商业化领域。基于这种情况,国家马上做出了决策: 中国HPC产业要做大做强,必须抢占商业领域。在计算所的支持下,1995年成立了曙光公司。 历军对记者说,当时的曙光1000并不是真正意义上的商业化机器,后来的曙光1000A才是。辽河油田是曙光1000A的第一个买主,这是用户头一回自愿掏钱买国产大型机,“曙光机能卖钱了!”当时整个科研界都很兴奋。 历军坦言,曙光高性能机市场化道路走得并不是一帆风顺。直到2004年,曙光4000A推出,运算速度达到每秒10万亿次,排到了世界高性能计算机TOP 500的前10位,曙光公司HPC产业化之路才渐渐走得平稳起来。 除了中科院计算所,国防科技大学在研究HPC方面也取得了重大的进展。1983年,国防科技大学慈云桂教授等专家在极其简陋的条件下,研制出中国第一台每秒1亿次巨型计算机机系统“银河”。之后,“银河Ⅱ”10亿次巨型机面世,实现了从向量巨型机到处理并行巨型机的跨越。1997年,研制成功“银河Ⅲ”100亿次巨型机,实现了从多处理并行巨型机到大规模并行处理巨型机的跨越。 “神威”系列也是我国HPC中的主力军之一。由国家并行计算机工程技术研究中心牵头研发。20世纪末,“神威I”浮点运算的峰值速度达到每秒3840亿次,在当时世界上已投入商业运行的高性能计算机中排第48位。 这些高科技成果,在我国的气象、石油、药物、航空、航天等领域发挥了重大作用。 据历军介绍,今年曙光将研制成功具有100万亿次计算能力的曙光5000,而基于我国自主知识产权的龙芯3号芯片也将应用在其中,这将再次给我国的HPC产业注入新鲜血液。
初现产业化端倪 21世纪初,随着联想、浪潮等以商业运作为核心的企业的加入,中国HPC产业进入了一个颇为繁荣的时期,也迎来了产业化的春天。 2001年,当时的曙光公司副总裁祝明发带领一批技术骨干加盟联想,祝明发出任联想高性能服务器事业部总经理。2002年8月,联想深腾1800系统实测性能超过万亿次,实际运算速度可排全球高性能计算机TOP 500强的第24位。2003年11月,深腾6800通过鉴定,美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室测试,深腾6800以每秒4.183万亿次的运算速度位居第14位,LINPACK效率为78.5%,位居第2位。 为此,联想一跃成为高性能计算领域的佼佼者之一。然而,好景不长,由于HPC并不能马上转换为利润,当时把“国际化”作为发展方向的联想,在2005年收缩业务战线时把服务器业务划为了“种子业务”而非核心业务。 然而,联想并没有放弃对高性能计算的追求,在沉寂了将近两年之后,2007年,联想再次把高性能计算提上了日程: 先是发布各种关于HPC的市场策略及研发策略,然后以强大的营销攻势迅速地渗入到教育、政府、海洋等行业。在签下威廉姆斯F1车队的大单时,联想服务器终于再一次把世界的目光拉向了自己。 从大张旗鼓到归于沉寂,然后再大张旗鼓,HPC业务在联想的发展历程让人唏嘘不已,而联想雄厚的资金支持以及高效的市场运作能力也让人佩服不已。但是,IT界日新月异,又有谁能计算出那“消失的一年”会给联想服务器带来怎样的损失,给中国高性能计算产业带来怎样的损失呢? 浪潮是HPC厂商中的另一主力军,其HPC天梭系列已经在气象预报、石油勘探、生物制药等大规模并行计算科学研究领域积累了大量的应用经验。 中科大研制成功的基于我国自主通用芯片“龙芯2F”的万亿次机“KD-50-I”更是意义非凡,它再一次向世界证明了中华民族高性能计算产业的无穷潜力。
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