国防科技大学校长张育林解读“天河一号”

2010-11-23 09:11 来源: 科学时报
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  国际超级计算机TOP500组织日前发布第36届世界超级计算机500强排名榜。国防科学技术大学承担国家“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“天河一号”超级计算机系统,以优异性能位居世界第一。本报特刊发国防科大校长张育林的访谈文章以及该校计算机学院的相关报道,揭秘“天河”团队的奋斗历程。

  由国防科学技术大学研制的中国首台千万亿次超级计算机夺得全球性能桂冠之际,国防科大校长张育林接受专访,对“天河一号”进行了解读。

  问:“天河一号”二期系统的速度名列全球超级计算机500强榜首,您对此如何评价?

  张育林:这是我国自主研制的超级计算机综合技术水平进入国际领先行列的历史性突破,标志着我国正在高科技领域迈向世界一流水平。

  问:速度是衡量超级计算机性能的唯一标准吗?

  张育林:速度是首要标准,但不是唯一标准。与国际上其他机器相比,“天河一号”的异构融合体系结构、高阶光电混合通信、高性能虚拟计算域等技术达到世界领先水平。

  与一年前研制成功的一期系统相比,“天河一号”二期系统有三大进步:一是峰值速度和持续速度分别提高了2.89倍和3.55倍,二是效率提高了近10%,三是自主技术大幅增加——新的系统中,互联芯片全部为我们自主研制的产品,CPU(中央处理器)也首次部分采用了我们自主研制的“银河飞腾1000”芯片。

  问:一期系统的CPU全部是进口产品?

  张育林:一期系统使用国外进口CPU,主要是出于研制进度和成本方面的考虑。在部署系统升级时我们决定,新一代“天河”要有中国“芯”。经过科研人员不懈努力,我们在2010年成功研制出“飞腾”芯片,性能达到了当今世界主流服务器CPU的水平,为“天河”系列高性能计算机提高峰值速度和运算效率提供了重要支撑。这是国防科大历史上第一次成功研制出高性能的通用CPU,体现了逻辑设计、工艺生产等方面的进步。因此,“天河一号”二期系统速度夺冠的背后,体现的是全方位技术进步。

  问:“天河一号”的研制成功为今后的自主创新实践积累了哪些经验?

  张育林:第一是超前谋划,积极抢占制高点。2005年,我们还在研制万亿次超级计算机的时候,就开展了千万亿次的预先研究和方案设计工作,这样就保证了“天河一号”能在比较短的时间内完成工程研制。

  第二是坚持自主创新,突破核心关键技术。超级计算机不是简单地堆出来的,而是必须攻克体系结构、关键器件、核心软件等一系列关键技术,综合技术水平才能进入世界前列。

  第三是融入国家创新体系,走军民融合式发展道路。“天河一号”是国防科大与天津滨海新区军民融合、密切合作,以国家超级计算天津中心为第一用户研制成功的。

  第四是统筹兼顾,科学推进重大项目攻关。这也是保证“天河一号”这样大型的、复杂的系统工程能够按时、保质完成的关键。

  问:“天河一号”打破了美国多年来垄断全球超级计算机性能榜首的局面,一些西方媒体称中国为“游戏规则改变者”。超级计算机领域的“游戏规则”真的改变了吗?

  张育林:我认为,西方国家在信息技术领域的优势地位没有改变,美国在超级计算机研制和应用上的主导地位没有改变,世界各国在超级计算机领域加大竞争的态势没有改变。

  问:我们如何应对这样的“游戏规则”?

  张育林:要有攀登高峰的信心和勇气。高性能计算机技术是关系国家安全和发展的高科技前沿技术,是国家经济、国防与科技实力的重要象征。党的十七大指出,要提高自主创新能力,加快建设国家创新体系,把掌握信息产业核心技术作为发展我国科技的战略重点。“天河一号”开始研制的时候,正是世界高性能计算机技术进入新世纪以来迅猛发展的时期。2008年6月,美国诞生了世界上第一台千万亿次超级计算机系统“走鹃”。在这之前,国际TOP500组织发布的历届世界超级计算机500强排名,前10名基本上都是美国机器。我们没有被这种局面吓倒,而是瞄准世界高性能计算机发展前沿研制千万亿次超级计算机系统,并且取得了成功。

  问:所以说,自主创新的前提是勇于创新?

  张育林:是的。自主创新不是一句话,需要持之以恒的勇气和民族文化心理上的自信。国外有的,我们能够追赶上;国外没有的,我们也能够做出来。同时,自主创新的路怎样走,需要长时间的摸索。大学实验室里的技术怎样变成产品?军民融合式发展怎样实现?“天河一号”在这些方面也进行了成功的探索。

  问:近几年来,很多人在讨论中国的大学为什么培养不出创新型人才。

  张育林:我不同意这种看法。我们培养的人才是具备创新能力的,一个社会的创新能力根本上是由其经济发展的程度和发展方式决定的,我国目前的经济发展方式还没有完全形成促进创新的机制和环境,还不能使创新者的作用得到最大限度的发挥。后金融危机时代,需要更多地依靠科技进步创新而不是仅仅依靠规模扩张和劳动力低成本的方式来推动经济社会发展,这也是我们之所以着力转变经济发展方式的原因。这个转变一旦实现,创新的需求更加迫切,创新的价值就能得到充分体现,自然会涌现出更多的创新型人才。

  问:在未来一段时间内,“天河一号”怎样保持技术领先?

  张育林:只有持续加大投入、加快发展,才能在这个领域始终处于领先水平。目前,我们已经展开了对亿亿次超级计算机关键技术的研究。

  问:亿亿次的需求到来了吗?

  张育林:一旦用好了千万亿次超级计算机这个平台,亿亿次的需求会比我们想象的来得更快。运行短短几个月以来,“天河一号”作为国家超级计算天津中心的业务主机和中国国家网格计算主节点,已经在生物医药研究、航空航天装备研制、资源勘测和卫星遥感数据处理、金融工程数据分析、气象预报、短临地震预报等领域得到了成功应用。

  “天河一号”的使用,使得国家超级计算天津中心成为我国首个具有千万亿次计算能力的超算中心,也是世界上五个千万亿次超算中心里能力速度最快、计算能力最强的中心,有力带动了天津滨海新区高科技服务产业和高端信息产业的发展。除此之外,2009年11月,国防科大还与湖南省政府签署了全面合作协议,以“天河”超级计算机为业务主机,筹建国家超级计算长沙中心。