超算：高科技之“上甘岭”

 

　　在当今时代，超级计算机是名副其实的“国之重器”!

 

　　21世纪初，随着每秒100万亿次超级计算机技术高峰被攻克，世界各国对新一代超级计算机的攻坚站在了同一起跑线上。中国国防科大银河团队研发的“天河一号”二期系统于2010年成功登上世界超级计算机排名冠军宝座。

 

　　“世界上计算速度最快的超级计算机‘天河一号’，是中国国防科大制造的，这是中国在为未来投资。”2010年1月25日，美国总统奥巴马向全体国民发表国情咨文时如是说。美国总统在这种场合提到外国尤其是发展中国家的科技创新成果史上罕见。第一次海湾战争中，美国“爱国者”反弹道导弹拦截数十枚“飞毛腿”导弹，被人们奉为“战神”，其实，真正的“战神”是“爱国者”后面的超级计算机。超算已成为制约一个国家科技进步乃至世界地位的“战略制高点”之一，故美国始终把计算机技术作为国家主要支撑技术之一，予以重点研发，在计算机领域的“霸主”地位始终无人撼动。直到中国“天河一号”横空出世，这一局面才被初步打破。至今，“天河”系列超级计算机已7次夺得国际TOP500排名冠军，其中“天河二号”创造了“六连冠”世界纪录!

 

　　起步：青春就是创造

 

　　1958年4月，军事工程学院海军工程系成立“901”型电子数字计算机研制小组。这支年轻的科研队伍平均年龄只有25岁，直接领导这项任务的系副主任慈云桂只有40岁，课题组长柳克俊只有25岁。他们没有实验室，没有科研设备，没有原材料……研制出了中国第一台电子管专用数字计算机。

 

　　1961年9月，慈云桂参加中国访英计算机代表团，发现世界第一台晶体管计算机已经问世。此时，他领导的课题组还在热火朝天地搞电子管通用计算机。慈云桂立刻向学院领导汇报，建议立刻中止自己领导的电子管通用计算机所有研制工作，并于当晚起草《中国晶体管计算机设计方案》。

 

　　一些专家断言：“中国五年内用国产晶体管做不出通用计算机!”但慈云桂带领大家“严格把关+大胆创新”，顽强攻坚克难，于1965年4月研制成功中国第一台晶体管通用计算机“441B”，考机332小时运行正常，是当时世界最好机型无故障记录的5倍多，打破了国产晶体管短期内造不出世界先进计算机的预言!

 

　　担当：小梁亦能成楼宇

 

　　1967年冬的一天，刚从“牛棚”出来的慈云桂带着一名专案组“跟班”前往北京，参加“远望号”远洋测量船中心计算机“151”计算机研制论证会。会上使用方和承研方发生激烈争辩。承研方说：“我们只能搞出每秒50万次的机器。”慈云桂听不下去了，不顾专案组“跟班”瞪着自己，“呼”地站起来说：“非上每秒100万次不可!只有每秒100万次机才能与‘远望’测量船中心处理机匹配。”承研方说：“别忘了现在我们国产计算机最高水平只有每秒1万多次。”慈云桂说：“用集成电路。”

 

　　原来，慈云桂1966年1月再次随团访问英国，发现两年前美国已经研制成功世界上第一台集成电路计算机，标志着世界计算机已经进入第三代。他还没有回国就开始构思我国集成电路计算机体系结构和软件系统。正是在蹲“牛棚”那段日子，慈云桂形成了我国集成电路计算机“双机系统”体系结构思路。

 

　　慈云桂硬生生把“151”计算机从兄弟单位“锅里”舀进了自己“碗里”，并在极其简陋的实验条件下，于1974年秋完成了全部图纸设计。

 

　　跨越：从每秒1万次到每秒百万次

 

　　随后40多名科研人员来到北京电子厂生产“151”计算机样机。但一没住房，二没办公室，三没机器调试场所。慈云桂带大家购进板材，在露天操场上搭起一排棚子，既是宿舍也是实验室，把工厂大门楼大厅传达室临时改建为计算机调试车间。夏天，火辣辣的阳光把油毛毡烤得流油，棚子里热得像蒸笼;冬天，西北风硬得似刀子，棚子里冻得似冰窖。那天，正在紧张调机，突然地动山摇，机房剧烈晃动，水泥房梁咯吱作响，泥渣尘土暴雨般往下掉……大家第一反应就是扑向“151”计算机，用血肉之躯紧紧护住他们的“心肝宝贝”。事后才知道，京津唐地区发生了百年不遇的大地震。在余震中，“151—3”计算机单机系统问世了，实现了运算速度每秒100万次以上，比上一代441B晶体管计算机递增了100倍。

 

　　“151”计算机出色完成我国第一枚洲际导弹发射远洋测量任务后，研制者们观看机器随船南下太平洋执行任务的纪录片。小病累成大病的钟士熙让夫人搀扶着看完，附在夫人耳旁说：“这辈子能和大家一起干成这么一台机器，值了。”

 

　　每一个倒在向计算机高峰冲刺的征途上的生命，都年轻得让人心疼啊。钟士熙，49岁;王育民41岁;乔国良，56岁;张树生，40岁;俞午龙，36岁……慈云桂在参加张树生送别会时含着泪水说：“将来我去见了马克思，在九泉之下，把这些同志集合起来，都可以组建一个地下银河队伍啊。”

 

　　再跨越：用4年走完别人10年走过的路

 

　　1982年，“银河—Ⅰ”研制成功后，西方国家突然宣布：过去对中国捂得死紧、漫天要价的每秒亿次级巨型机向中国出口，且价格十分低廉，降价幅度50%以上，远低于“银河—Ⅰ”造价。当时国内急需巨型机的用户都把经济因素作为决策的重要筹码，纷纷从国外进口，致使“银河—Ⅰ”只生产出售三台就再无人问津。这是西方国家阻击发展中国家高科技发展的一贯伎俩：你没有时，我卡你脖子，不卖给你;等你有了，我就低价倾销，使你失去成长的土壤。

 

　　银河人痛下决心：只要能掰开别人掐在中国人脖子上的那双手，哪怕研制出来一台也卖不掉，也要干“银河—Ⅱ”!他们放弃研制合同要求的单处理机系统方案，着手设计性能高出两倍的双处理机。这时，有国家推出了性能更高的四处理机系统;他们又毫不犹豫地否定了双处理机系统方案，拿出了代表当时世界先进水平的四处理机系统总体方案。银河人用4年时间走完了别人10年走过的路。

 

　　“上甘岭战役”：从每秒十万亿次向千万亿次跨越

 

　　1994年3月，“银河—Ⅲ”每秒100亿次巨型机工程启动。攻关队伍平均年龄仅36岁，19名主任设计师、副主任设计师平均年龄40岁，总设计师杨学军年仅31岁。

 

　　2007年6月，杨学军带领团队完成了计算机发展史上第一个由中国人提出的体系结构理论，在国内外计算机领域引起轰动。接着杨学军带领大伙探讨从每秒10万亿次直接向每秒1000万亿次跨越。

 

　　他们连续奋战四个月，先后改进优化8万余次，使GPU计算效能达到了世界最高水平!我国第一台每秒千万亿次超级计算机横空出世。

 

　　随后“天河一号”总师杨学军带领的总师组决定：“天河一号”二期工程立即启动，时间一年，一天不超!从一期系统的每秒1206万亿次提升到每秒4700万亿次，机器性能提升近3倍，一次不少!而且要用上国产芯片!大伙颇有深意地说：“这是一场‘上甘岭战役’。”参与工程任务的科研人员，就像当年在上甘岭上的将士，为了国家荣誉、民族尊严，以连续作战的作风，“舍身炸碉堡”的勇气，向着科学巅峰冲刺!

 

　　“天河一号”二期系统进驻国家超算天津中心，通信光纤铺设施工第一天，因地沟的水泥表层太粗糙，加之盛夏地沟温度高达40多摄氏度，光纤的绝缘胶皮被磨出了道道裂痕，露出了线芯。大伙讨论了两个小时还是没招。指挥员把衬衣、裤子一脱，跳进闷热的地沟，俯卧在粗糙的水泥地上。大家一看，纷纷脱下身上的衣裤，跟着跳进地沟，铺设了一条光滑的人肉地毯，让一根根光纤顺着自己光滑的皮肉通畅地向前延伸……几十个人在粗糙闷热的地沟里赤身裸背爬了30天，被水泥地和光纤刮擦得遍体鳞伤，15000根光纤毫发无损!

 

　　这样的故事很多、很多。

 

　　“天河一号”二期系统较一期系统计算效率再次提高近10%。2010年11月，在世界超级计算大会上，“天河一号”二期系统以计算峰值高出第二名——“美洲虎”两倍多的绝对优势，勇夺国际TOP500排名第一，打破了美国在超级计算机领域长期一家独大的局面，标志着我国自主研制的超级计算机综合技术水平跨入世界领先行列，更显示出中国信息领域科技创新能力和综合国力快速提升。

 

　　超越、再超越

 

　　香港一家媒体认为：“近百年来，很少有过哪个国家的哪项技术发明，像‘天河一号’这样让美国上下如此震惊。”原因就是奥巴马自己所说的——“这个领域第一通常是我们”。现在中国却拿了这个第一。

 

　　从‘天河一号’问世那天起，‘天河二号’的攻关就开始了。国防科大瞄准了每秒亿亿级机器的研制，计算机学院院长、“天河一号”研制总指挥、副总设计师廖湘科担任“天河二号”研制总指挥、总设计师。两年半后，“天河”超级计算机王者归来，比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机计算速度快2倍，计算密度高2.5倍;与“天河一号”相比，计算性能、计算密度均提升10倍以上，能效比提升2倍，耗电量却只有“天河一号”的三分之一。“天河二号”六连冠，成为世界计算机史上连续夺冠最多的机器!

 

　　2015年，美国能源局宣布：将投资3.25亿美元建造两套超级计算机系统，计算速度将超出“天河二号”3-4倍，重新夺回世界冠军。

 

　　面对挑战，天河人淡定地说：“在超级计算机领域相互超越已成常态的情况下，我们的选择只有一个，那就是超越、超越、再超越!”征战者永远在路上!

 

　　(摘自《决战崛起——中国超算强国之路》龚盛辉 曾凡解 著 国防科技大学出版社出版。)

 

　　龚盛辉，我国军事科技报告文学代表作家之一。湖南江永人。现任《国防科大报》副编审。中国作协会员，湖南省报告文学学会副会长。著有长篇报告文学《铸剑》《决战崛起》《向着中国梦强军梦前行》《国防之光》及长篇、中篇小说10余部，3次获昆仑文学奖并获中宣部五个一工程奖、全军优秀文艺作品特别奖、全军文艺新作品奖、湖南省五个一工程奖等。曾凡解，湖南江永人，武汉大学文学博士，现任国防科技大学校刊编辑部总编，湖南写作学会副会长，出版学术著作多部。

 

　　评说

 

　　“一部充满传奇色彩的史诗般的作品”

 

　　这本书记述了军队科技工作者在半个多世纪里创造的非常了不起的奇迹，展现了中国人如何在超级计算机领域赶超世界大国的艰难曲折历程，是一部富有传奇色彩的、史诗般的、非常有正能量的作品，是这两年来非常重要、非常优秀的一部报告文学。报告文学的可贵性在于它的真实性，客观真实和思想真实(本质的真实)。报告文学作家的可贵性就在这个真实。《决战崛起》给我们讲述的就是真实感人的故事，是一首正气歌。

 

　　——何建明(中国作协党组成员、副主席、书记处书记)

 

　　《决战崛起》给我们讲了一个很好的中国故事，是一部非常真实，非常激动人心、鼓舞人心，能够激起我们民族伟大豪情的作品，是一部颂扬无私奉献、团结拼搏精神的作品。

 

　　——李炳银(中国作协报告文学委员会副主任)

 

　　这么多年来，老说中国没有大师。中国到底有没有大师?《决战崛起》给了肯定的回答。从事超级计算研究的这批科学家研究水平走到世界顶端，他们不就是大师吗!这本书从始至终描绘了中国超级计算机整个发展过程，它的前沿性具有其他作品无可替代的价值。这本书特别有温度、特别柔软的地方，是超级计算人作出的自我牺牲，令人感动、令人动容，很有价值。

 

　　——汪守德(著名军事文学评论家、总政宣传部艺术局原局长)

 

　　这本书通过书写中国超级计算机发展历程，展现了丰富的中国当代历史。书里有大量让人感动的故事像一粒粒珍珠，撒在整部作品里，随时可以捡到，是用文学的笔法为献身于民族计算机事业的科学家们树碑立传。

 

　　——丁临一(著名军事文学评论家、《昆仑》原副主编)

 

　　对真正想了解新中国历史、中国军队的科技发展史的人来说，《决战崛起》是具有史学意义的。要了解国防科技领域、了解计算机发展史，就要看这本书。

 

　　——董保存(著名传记文学作家、解放军出版社副总编辑)

 

　　《决战崛起》是一部很厚重、很扎实、真正意义上的非虚构作品。这本书里表现的是上甘岭精神，拼搏的精神，用小米加步枪战胜飞机加大炮的精神，是我们党、民族、军队的一贯传承，是我们的法宝。

 

　　——王山(著名文学评论家、《中国作家》主编)

 

　　这本书塑造的是以计算机科学家为代表的中国科学家的典型，是对几代国防科学家的礼赞，是对强军梦浓墨重彩的谱写，讲述的是一个漫长而又精彩纷呈的中国故事，所有人物故事都非常感人，有一股荡气回肠的浩然之气贯穿于全书始终，每一个历史进程又表现出不同的气。首先是骨气、朝气，还洋溢着一股正气、一股豪气。超级计算机获得世界“六连冠”，是慈云桂及其事业的一代代接班人把时代的命运、国家的命运和个人的命运联结在一起的结果，让人非常敬佩、深受教育。

 

　　——王跃文(著名作家、湖南省作协主席)

 

　　《决战崛起》全景式地表现国家重器超级计算机的研发，具有史诗品质。在每个重要关口，以慈云桂为代表的军队科学家都有抢占前沿的创新、超越意识，是贯穿整部作品的精神之核，特别富有启示性。作品既写史，又写人，写史时客观、准确，写人时有情感、有温度，塑造了一个军人科学家群像，体现了一种精神境界，就是中国军人攻关克坚的“亮剑”的精神。这种能打硬仗、团队协作、重视人才、思想开放、勇于创新的精神一代代传承下来，这种精神的传承是这部书特别有价值的内容。

 

　　——龚旭东(湖南日报《湘江周刊》主编)

 

　　这个作品是写大国崛起、写中国梦主题的新收获。作者写出了超算领域中国人筑梦、追梦、圆梦的过程，写出了科学家身上的家国情怀，一切为了国家利益、国家荣誉、国家安全的豪迈、浩然之气，同时体现了作者的可贵担当。

 

　　——李朝全(中国作协创研部理论处处长)

 

　　(摘自北京中国作协举办的《决战崛起》研讨会发言)