从前寸步难行！我国超算工作的榜首缕“曙光”

09-09 961阅读 0评论

在我国科学院核算技能研讨所（以下简称核算所）“核算的脚步”前史展厅，“曙光一号”高功能核算机的模型赫然在列。没有玻璃的阻挠，人们能够驻足观看它的每一处细节。可是，在“曙光一号”诞生之前，我国进口的高功能核算机（即超算），只能在“玻璃房”中运用。

“曙光一号”的故事，便是从影响了一代科学家神经的“玻璃房”开端的。

20世纪80时代末，我国在高功能核算机方面遭到美国等西方国家的严厉禁运，不只只能以昂扬价格购进相对低端的产品，就连正常运用也要在对方监控之下——布置到我国的高功能核算机有必要安装在一间通明机房中，钥匙由对方把握，中方人员的一举一动都在“洋人”眼皮底下，运算的数据也要被他们查得清清楚楚。

“‘玻璃房’是我国的羞耻！”时任国家科委主任、两院院士宋健的这句话，又何曾不是每个我国“核算人”心头的苦涩。

那时，作业站功能以上的核算机商场简直被国外公司独占，虽有一些自行规划制作的大型核算机，但大多落后几代或使用极为有限，被讥为“‘公机’不会下蛋”。我国民族核算机工业寸步难行。

“新世纪的曙光”

1981年，日本敞开了狼子野心的“第五代核算机技能开发方案”。他们期望改善核算机的规划思维，让核算机具有人工智能的才能。该方案以10年为期，出资超越1000亿日元，引发全球极大重视，并敏捷掀起了一波智能核算机研讨的浪潮。

据我国工程院院士汪成为回想，在日本“第五代核算机技能开发方案”影响下，直到1986年，全世界对人工智能技能开展都持适当达观的情绪，各国纷繁制定国家级人工智能开展方案。

是年，我国“863”方案正式步入前史舞台。专家们在评论我国信息技能范畴的方案时，共同同意把智能核算机列为一个主题项目（即“306”主题）。1990年3月，国家智能核算机研讨开发中心（以下简称智能中心）依托核算所建立，第二届智能核算机专家组成员、核算所研讨员李国杰被录用为主任。

“智能中心刚建立就面对开展战略的挑选。”李国杰回想，其时国家的初衷显然是要研发智能核算机，可是要不要跟随日本研发以并行推理机为标志的第五代核算机，他和专家组心里都有些打鼓。

为了更广泛听取国内外专家的定见，智能中心于1990年5月在北京召开了智能核算机开展战略世界研讨会。与会的学者包含美国总统科学参谋许瓦尔兹、人工神经网络理论奠基者之一霍普菲尔德、日本第五代核算机担任人之一田中英彦、美国南加州大学教授黄铠和伊利诺伊大学教授华云生、我国科学院院士吴文俊等。

“这次会议对智能中心挑选以通用的并行核算机为主攻方向起到了重要的推进效果。”李国杰说。尔后，专家组在反复研讨世情和国情、深入剖析国内外专家反映的定见后，共同决议不走日本“五代机”的路，而是坚持“需求牵引、技能推进”准则，拟定了863-306主题的开展方案大纲，将智能中心的主攻方向确以为“以并行处理为根底的高功能核算机体系”。

选用对称式多处理器同享存储并行体系结构（即SMP方案）的“曙光一号”，成为这个主攻方向的第一个方针。

“曙光一号”核算机（SMP体系）。

李国杰还记住，智能中心内部最开端把要研发的核算机命名为“东方一号”。但在留念“863”方案5周年的一次文艺演出活动中，他看到舞台布景上有“新时代的曙光”字样，一会儿遭到牵动。他所以决议，智能中心研发的第一台核算机叫“曙光”。

“在咱们这一代人手里，我国的高技能应该呈现出绚烂的曙光。”李国杰说。

“不怕虎的初生牛犊”

其实，SMP方案的确认并不那么简单，其时“搅扰项”许多。

核算所原副所长、我国科学院深圳先进技能研讨院原院长樊建平记住，其时国内外传统大型机开展的惯性思路是，选用中小规划集成电路规划运算控制器主板，而非商品化微处理器。例如，一时风头无两的日本“五代机”选用的就不是SMP方案，而是专用机战略。

但专家组终究决定了SMP方案。一方面，与传统的小型机、大型机比较，SMP方案在功能价格比方面有显着优势；另一方面，根据微处理器的SMP体系的要害技能是软件，技能难点搬运对我国有利。而且，一旦把握SMP技能，易构成高功能核算机系列产品，有利于科技效果工业化。此外，专家组以为，国外的并行机技能也在开展中，没有构成独占局势，咱们有或许迎头赶上。

在“306”专家组的共同尽力下，“863”方案的智能核算机研发任务在开展高功能核算机的举动之中落地。用李国杰的话说，那段年月，我国是以智能核算机的名义开展高功能核算机。

“30多年曩昔了，现在来看，其时的决议方案仍是正确的。”他说，近几年人工智能十分兴旺，其必要条件便是强壮的算力。863-306主题培育的高功能核算才能为我国在人工智能范畴进入世界前列奠定了坚实根底。

李国杰（左二）和团队成员一同查看“曙光一号”主板。

研发“曙光一号”，是智能中心前史上精彩的一幕。

起先，智能中心并没有招到多少有核算机规划阅历的人才，李国杰斗胆重用国内刚结业的硕士生、博士生，边干事边培育。智能中心建立一年后，就根本构成了以年青硕士、博士为主的技能部队。他们的平均年龄不到30岁。27岁的樊建平刚刚从我国科学院软件研讨所博士结业不到一年，就担任了智能中心体系软件组组长；刚刚硕士结业的孙凝晖只要24岁，就成为软件组的主力成员；从核算所硕士结业的刘金水，从外单位回所参加研发“曙光一号”时也只要28岁。

他们或许无暇顾及，“曙光一号”未来的竞争对手是IBM、惠普这些世界巨子。在李国杰眼里，他们是一群“不怕虎的初生牛犊”。

1991年11月前后，“曙光一号”选用MotorolaM88100微处理器、同享存储多处理机和并行UNIX操作体系的通用敞开体系结构总体方案确认下来。

确认了总体方案，接下来的作业便是全力攻坚。可是，其时国内的研发规划环境真实太差：购买硬件器材速度慢，操作体系、部件与东西厂商技能支持弱，高密度出产技能缺少……巧妇难为无米之炊，这样下去不是方法。

智能中心斗胆决议方案——派一支小分队到美国硅谷去研发！

“洋插队”的日子

陈鸿安、樊建平、刘金水、李如昆、王永杰等人被选中，前往美国硅谷进行“曙光一号”的封闭式研发。动身前，李国杰为他们安排了“誓师大会”，临别赠言只要一句话：“人生能有几回搏”！

“不做成机器回来，无脸见江东父老。”小分队成员也撂下“狠话”。

1992年3月，樊建平等人开端了为期11个月左右的“洋插队”日子。

小分队在美国作业与日子的当地，樊建平浮光掠影。那是一处美式民居，有4间卧室，厨房与客厅很大。为便利加班，咱们决议将作业地址设在客厅。除了外出与部件厂商进行技能沟通等活动外，他们大部分时刻都日子与作业在这个民居里。

“其时被派到美国去的那些人，可不是去过好日子的，他们的条件十分艰苦。”李国杰回想，“几个人挤在一处民居里，客厅便是作业间，一切房间都没有床，咱们都是铺一张床垫睡在地上。他们每天作业十五六个小时以上，没日没夜，衣服都不怎样脱。所以，他们才戏称自己是‘洋插队’。”

日子上，咱们以星期为单位，轮班煮饭。晚饭后的漫步或骑自行车是他们首要的文娱与体育锻炼活动。后来，他们买了一辆二手轿车，自学开车考驾照成为另一种“文娱”活动。

他们的每一天被分红上午、下午、晚上3个作业单元，没有周末、没有节假日，除了睡觉、吃饭、漫步，其他睁眼的时刻都在作业。近一年的时刻里，他们安之若素，没有人心神不定、三心二意。

他们深知，自己肩上扛着的是“曙光一号”的出路命运，是我国核算机作业的任务。

“曙光一号”赴美国研发团队（左起依次为李如昆、樊建平、陈鸿安、贾沛长、刘金水、王永杰）。

在硅谷期间的研发作业，分为总体方案完善、规划、出产加工及部分调试几个阶段。樊建平记住，完善总体方案的那一个多月里，他们与国内沟通最为亲近，经过传真与国内团队环绕多处理机中止控制器的规划与完结不断进行研讨。其时，智能中心软件组与硬件组部分人员持续合作“曙光一号”硬件及并行程序的规划，一起抽调部分人员组成“曙光1000”组，敞开“曙光1000”的前期预研。

由于利用了硅谷的工业环境，“曙光一号”的研发进程大大加速。不到半年，“曙光一号”的硬件规划挨近完结。至1992年10月，小分队完结了主板规划并进入印制电路板（PCB）的规划和出产阶段。11月左右，用作中止控制器的FPGA芯片（一种称为可编程逻辑阵列的半定制集成电路）研发成功，这是全对称多处理机的要害芯片。这之后，软件规划调试与硬件并行打开。一起，智能中心软件组对引入的UNIX源程序已进行近两年的逐行剖析解读，在参阅Encore并行核算机根底上，樊建平等人成功研发我国第一个并行UNIX操作体系，取名为SNIX（Symmetric UNIX），率先在国内完结线程级细粒度并行。

国内的研发团队也在搏命飞驰，在其时十分粗陋的科研环境里，常常作业到很晚。

1993年2月，硅谷小分队带着已进行开始调试的几块“曙光一号”主板载誉归来，并敏捷与国内的搭档敞开联调及软件移植作业。

“曙光一号”团队不负众望，仅用了两个月，核算机硬件、显现设备、根本输入输出体系及操作体系中心的调试作业就根本完结。由张兆庆和乔如良领导的并行编译、刘晓华担任的Express编程环境、孙凝晖等担任的核算功能测验与优化、隋雪青等担任的数据库移植与事务处理测验等作业，也在后来的两三个月内逐个完结。

“曙光一号”成了！

1993年10月，科技部安排国内专家学者对“曙光一号”进行效果技能鉴定，专家们给予了高度评价。时任我国科学院副院长胡启恒称：“‘曙光一号’咬住了世界高功能核算机开展的‘尾巴’。”

“这一脚踩下去是轰隆隆响的”

胡启恒一向十分重视“曙光一号”的开展。她在一次承受采访时回想起那段阅历，十分慨叹地说：“‘曙光一号’这一脚踩下去是轰隆隆响的。”

“曙光一号”诞生后不久，由美、英、日等发达国家组成的“巴黎统筹委员会”安排宣告免除10亿次高功能核算机对我国的禁运。“863”方案的首要发起人、两院院士王大珩在调查智能中心后给中央领导写的陈述中指出：“‘曙光一号’研发成功的含义不亚于卫星上天。”

1994年，“曙光一号”作为国内科学技能的两项标志性效果之一，被写入1994年的政府作业陈述。

比较此前研发的核算机类型，“曙光一号”的研发仅历时一年多，研讨团队成员也只要年青的硕士、博士，投入经费只要戋戋200万元。其研发经费之少、研发时刻之短、效果商品化程度之高级都与曩昔构成鲜明对比。能够说，智能中心的一批“小将”以自己的顽强拼搏，为打破高功能核算机范畴的国外技能封闭作出了前史性奉献。

“‘曙光一号’带来的科研阅历是名贵的。”李国杰说，正确挑选科研方向是成功的首要条件。更可贵的是，尔后科研团队并没有专心于发论文，而是担起了更重要的任务——完结工业化。

1994年1月，时任国家科委主任宋健来到智能中心观察，看到“曙光一号”团队的效果“曙光初现”，召唤智能中心勇当“敢死队”，“像当年刘邓大军相同杀出重围”。智能中心积极响应这一召唤，依托“曙光一号”的科研效果，于1995年建立了曙光信息工业有限公司，即今日的中科曙光。

“曙光机一开端就没有以宣布SCI文章为方针，由于咱们想的是要在商场上占有一席之地，这个方针十分清晰。”李国杰说，“曙光一号”自研发之初，就把工业化、商场化作为方针。

“‘曙光一号’在规划阶段的一个抱负便是成为产品，而不只仅是科研效果，鉴定会便是它的商场推广会。”樊建平奉告，其时，“曙光一号”系列机型已在教育职业、信息服务、行政管理及援外项目等范畴完结了成功使用。

“‘曙光一号’的成功研发，拓荒了一条在敞开和商场竞争条件下开展高技能的新路。”李国杰总结，当年智能中心对“洋插队”提出了“两做、两不做准则”——彻底归于拷贝、没有自主知识产权的产品不做；只为填补空白、商场上没有竞争力的产品不做。那做什么呢？集中力量，做国外对我国封闭的技能和产品；尽力赶超，做国外尚不老练的技能和产品。

“现在看来，这些准则还应当坚持。”李国杰说。