自主創(chuàng)新創(chuàng)造“中國速度”
——天河二號超級計算機系統(tǒng)研制記事
新華社北京６月２２日電（白瑞雪、李宣良、呂超）
熠熠星空，浩瀚天河。
隨著世界超級計算機５００強排行榜６月１７日揭曉，國防科技大學研制的天河二號成為全球運算速度最快的計算機。
短短兩年半，從天河一號排名世界第一到天河二號再登世界超算之巔，天河計算機的峰值性能從４.７千萬億次提升至５.４９億億次。這是中國超級計算機相繼刷新世界紀錄的計算速度，也是國防科大以自主創(chuàng)新的信心勇氣和艱苦實踐不斷攀登世界科技高峰而創(chuàng)造的“中國速度”。
在國家使命中只爭朝夕，戰(zhàn)略需求驅(qū)動創(chuàng)新
在國內(nèi)超級計算機剛突破１０萬億次的２００５年，國防科大就吹響了進軍千萬億次系統(tǒng)的沖鋒號。而作為科技部８６３計劃信息技術(shù)領(lǐng)域“高效能計算機研制”重大項目，天河二號的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，從天河一號問世那天就開始了。
探索一代、預研一代、研制一代、裝備一代，面對超級計算機每１０年性能提高１０００倍的規(guī)律，起步晚的中國超算事業(yè)充滿緊迫感?！皩H發(fā)展趨勢進行分析后，我們瞄準億億次級機器的研制，決心在引領(lǐng)世界超算發(fā)展中作出新貢獻?！眹揽拼笮ｉL楊學軍說。
２０１０年１２月，天河二號正式啟動方案設(shè)計。２０１３年５月，系統(tǒng)完成研制。
如果說前瞻性的戰(zhàn)略部署為天河二號的研制搭建了堅實階梯，建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略需求則為天河二號的誕生注入了強勁動力。
國家超級計算天津中心的報告表明，通過天河一號帶動了產(chǎn)業(yè)升級的許多用戶，很快又提出更高需求。當天河二號以更新狀態(tài)亮相，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)：大規(guī)模石油勘探數(shù)據(jù)處理，天河二號的速度是天河一號的１０倍以上；氣候歷史變化模擬，天河一號模擬到２０００年前，而天河二號能模擬到２００００年前甚至更遠……
這是一場激烈的競賽。２０１１年到２０１２年間，日本“京”、美國“紅杉”和“泰坦”系統(tǒng)先后超過天河一號。
“你追我趕的背后其實是國家綜合實力的較量。”國防科大政委王建偉說，“我們決不能有絲毫驕傲、絲毫自滿、絲毫懈怠?！?/p>
上世紀８０年代初，面對西方的技術(shù)封鎖，以慈云桂為代表的科研人員同樣是以這種只爭朝夕的精神奮力拼搏，使我國成為繼美國、日本之后能夠獨立設(shè)計和制造巨型機的國家。
今天，國家使命面前，重返世界第一的天河二號再次交出精彩答卷。
在中國創(chuàng)造中跨越發(fā)展，核心技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)新
用什么樣的“筋骨”打造一個高性能、低功耗的系統(tǒng)，一直是世界計算機科學家們關(guān)注的焦點。
“ＣＰＵ+ＧＰＵ異構(gòu)融合體系”，是天河一號獨創(chuàng)的技術(shù)路線。兩年多來，因其低能耗、低成本、高集成度等優(yōu)點，這種結(jié)構(gòu)成為國際主流。在此基礎(chǔ)上，科研人員邁出創(chuàng)新的又一步，為天河二號設(shè)計出“新型異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)”，不僅大幅提高了系統(tǒng)的計算速度，還將其應用從科學計算拓展至大數(shù)據(jù)處理等多個領(lǐng)域。美國、德國、日本等國科學家預言，天河將再次引領(lǐng)世界超算結(jié)構(gòu)的發(fā)展潮流。
關(guān)鍵技術(shù)是買不來的——從我國超算事業(yè)起步開始，科技工作者就深諳這個道理。中國智慧的一次次迸發(fā)，正是來源于不斷突破關(guān)鍵核心技術(shù)的壯麗實踐。
天河二號多項自主技術(shù)令世界矚目：高速互聯(lián)系統(tǒng)性能是當前國際商用互聯(lián)系統(tǒng)的兩倍，“飛騰１５００”ＣＰＵ構(gòu)建出高安全高吞吐率的服務陣列，高密度高精度組裝結(jié)構(gòu)使其占地面積與天河一號相當、性能卻提升了１１.６倍……
“‘中國技術(shù)’推動世界億億次級超算水平躍上新的高度，也極大增強了國產(chǎn)超級計算機的自主可控能力。”天河二號總設(shè)計師廖湘科說。
從局部突破到綜合技術(shù)領(lǐng)先，從奮力追趕到逐步超越，雖然我國在信息技術(shù)領(lǐng)域與西方發(fā)達國家仍有差距，世界超級計算機發(fā)展史上已留下“中國創(chuàng)造”的深深印記。
在團結(jié)協(xié)作中奮勇拼搏，年輕人才延續(xù)創(chuàng)新
國防科大整合優(yōu)勢科研資源，合力打造天河二號。副總質(zhì)量師胡慶豐說，團隊成員對每一個技術(shù)和工程細節(jié)都不肯放過，唯獨名利未掛在心上。
如果說技術(shù)積淀和“計算機＋多學科”的融合優(yōu)勢是“銀河”賦予“天河”的技術(shù)財富，“胸懷祖國、團結(jié)協(xié)作、志在高峰、奮勇拼搏”的“銀河精神”就是天河人永遠堅守的精神高地。
這是一群極其勤奮的科學家，每天工作十幾個小時，全年僅春節(jié)期間休息了三天。機器的新速度大多是在凌晨三四點鐘算出來的。每到這時，燈火通明的“天河樓”一片歡騰，大家還會興奮地打電話告訴在外地出差的同伴們。
這是一群視事業(yè)高于一切的奉獻者。有人在孩子出生當天進入封閉攻關(guān)基地而毫無怨言，因為“天河也是我們的孩子”。有人在親人臨終時無法相見，只能在系統(tǒng)調(diào)試完成后去墓地獻上一束鮮花。
這是一群朝氣蓬勃的年輕人，平均年齡不到４０歲。在天河一號工程中成長起來的年輕技術(shù)人員，如今已是天河二號研制的骨干力量。此外，還有２３名本科生直接參與系統(tǒng)研制。
他們，是我國超算事業(yè)生生不息的源泉。
