我国超级计算机天河一号首次装上中国芯

　　李雯 唐先武 司宏伟

　　这是一个必将载入中国科技发展史册的时刻——美国新奥尔良市，当地时间16日下午，北京时间17日上午。在超级计算机2010国际会议上，国际超级计算TOP500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排行榜，国防科学技术大学研制的“天河一号”超级计算机，以其优异的性能位居世界第一。这标志着我国自主研制超级计算机综合技术水平进入世界领先行列，取得了历史性的突破。

　　不靠“拿来主义” 自主创新攀高峰

　　当国家超级计算天津中心主任刘光明研究员从德国曼海姆大学埃里克教授手中接过世界第一证书时，现场的记者用镜头记录下了这一历史性时刻。但就这一刻的荣耀，国防科技大学科研人员在高性能计算领域整整为之奋斗了32年。

　　“天河一号”是国防科技大学承担国家863计划“千万亿次高效能计算机系统研制”重大项目取得的标志性成果。据国防科技大学专家介绍，“天河一号”研制立足自主创新，坚持实用、好用，在国际上首创CPU和GPU相结合的异构融合计算体系结构。按常理，CPU是用来计算的，GPU是用来进行图形和视频处理的，如果将GPU用来计算，不仅编程很难，而且计算效率也很低。但是，GPU具有并行度高、功耗低、价格便宜等显著特点，如果能在用于科学计算上取得突破，将具有十分突出的优势。在“天河一号”攻关中，科研人员采用混合语言编程技术，通过融合多种计算资源并对其灵活配置，深入挖掘GPU的并行计算潜力，实现了高效异构协同运算，从而极大地提高了计算效能；同时自主设计了64位8核“飞腾—1000”通用CPU；研制成功高阶互连交换芯片、高性能互连接口芯片，解决了超级计算机CPU间高速高效互联通信的世界难题。

　　国防科技大学通过与天津市滨海新区的密切合作，去年9月研制成功“天河一号”一期系统，位居2009年11月世界超级计算机500强亚洲第一，世界第五。今年8月，经过重大技术升级与综合优化后的“天河一号”二期系统，在位于天津市滨海新区的国家超级计算天津中心安装部署并投入使用。中国TOP100组织专家对“天河一号”进行了第三方测试，并将数据提交国际超级计算机TOP500组织。经TOP500专家实地考察后，确认“天河一号”以峰值速度4700万亿次和持续速度2566万亿次每秒浮点运算速度刷新国际超级计算机运算性能最高记录，一举夺得世界冠军。

　　从实现我国巨型机“零”的突破，到一跃登上世界之巅。国防科学技术大学计算机学院这支曾被中央军委授予“科技攻关先锋”荣誉称号的创新团队，依靠自主创新，在世界高技术领域书写了浓墨重彩的一笔。

　　从研制成功到应用 创造“中国速度”

　　随着“天河一号”的投入使用，标志着我国拥有了首个具有数千万亿次计算能力的国家超算中心，该中心成为世界上少数几个拥有数千万亿次计算机的科研和公共服务机构之一。

　　从去年9月“天河一号”一期系统研制成功，到升级后的二期系统安装部署并投入使用，在短短一年时间里，“天河一号”在工程实施上也创造了另一个惊人的“中国速度”。

　　但超级计算机的目的是在于应用，据“天河一号”工程办主任李楠介绍，目前“天河一号”的主要应用方向是服务国家战略性新兴产业。作为国家超级计算天津中心的业务主机，“天河一号”已在石油勘探、生物医药、新能源、新材料等方面获得成功应用，现已为20多家用户单位提供了高性能计算服务。然而应用是一个长期过程，据专家介绍，目前在应用软件上仍有不足，需要在应用领域长期积累并与国家整体科技发展紧密结合，只有各行各业的科技水平不断提高，才能不断研发相应的应用软件解决更多的科学、工程问题，不断赶超发达国家。

　　今年9月12日，国务院总理温家宝来到国家超级计算天津中心考察，对“天河一号”给予了高度评价，并指示要进一步加强应用研发，使“天河一号”在国民经济发展中发挥更大的作用。

　　国家超级计算天津中心建成投入使用，为我国解决经济、科技等领域一系列重大挑战性问题提供了重要手段，同时可带动天津滨海新区高科技服务产业发展和高端信息产业发展，对提升综合国力具有重要战略意义。