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    今年9月，“天河一號”———我國首臺千萬億次超級計算機系統的13排計算機柜在天津超算中心全部安裝到位，開始進行系統調試并分步提交用戶使用。

    國防科技大學研制的“天河一號”，作為“十一五”期間“高效能計算機及網格服務環境”重大項目的階段性成果，在多項技術上取得了關鍵性突破。2009年11月發布的全球超級計算機500強排行榜中，“天河一號”以每秒1206萬億次的峰值速度和每秒563.1萬億次的浮點運算速度名列第五，使我國成為繼美國之后世界上第二個成功研制千萬億次超級計算機的國家。

    早在“九五”期間，我國就開始了“863”計劃重點項目“國家高性能計算環境”的研究；“十五”期間，設立了“863”計劃“高性能計算機及其核心軟件”重大專項；根據國際國內相關領域發展情況，科技部在“十一五”863計劃中設立了“高效能計算機及網格服務環境”重大項目。這一重大項目的總體目標是：研制成功每秒千萬億次浮點計算的高效能計算機，建成具有300萬億次以上聚合浮點計算能力和1000萬億字節以上存儲能力的中國國家網格服務與應用環境，支撐信息化重要應用。

    據該項目總體組組長錢德沛介紹，“十一五”期間，高效能計算機的研發模式基本參照“十五”模式，集中于機器制造、網格建設、軟件開發、產業應用4個方面。

    根據技術攻關和應用需求實際狀況，“十一五”“863”計劃千萬億次超級計算機的研制分兩步走。第一期研制百萬億次高效能計算機，突破千萬億次機的關鍵技術；233萬億次的曙光5000A系統和157萬億次的聯想深騰7000系統就是這一期的研究成果。

    百萬億次超級計算機的研制，為千萬億次的研發提供了寶貴經驗。項目第二期即支持了“天河一號”和“曙光星云”兩臺千萬億次系統的研制，這兩臺千萬億次高效能計算機在系統性能上已達到世界領先水平，中科院計算所和曙光公司研制的“曙光星云”系統，更是在2010年6月的全球超級計算機TOP500中位居第二。

    “曙光星云”峰值性能達到每秒3000萬億次，實測浮點運算性能每秒1271萬億次，是中國第一臺、世界第三臺實現雙精度浮點計算超千萬億次的超級計算機。

    “天河一號”和“曙光星云”的研制成功，標志著我國高效能計算機的研制能力和技術水平達到新的高度，同時為以計算方法解決國家面臨的重大挑戰性問題，提供了強有力手段。它們分別安裝于天津和深圳的超算中心，正處于部署調試階段，年底即可全部投入運行。

    中國國家網格的建設也取得了長足發展，“現在中國國家網格采用的是第四版網格軟件，功能更強，系統更穩定。重大項目支持的高效能計算和網格應用達到了19個，而‘十五’期間只有8個。”錢德沛說，“中國國家網格的未來發展不可限量。”

    “863”計劃高效能計算領域重大項目設立之初，就提出了“頂天立地”的戰略方針。所謂“頂天”，是指在技術上要有所創新，搞出一批在世界上領先的高技術；“立地”則指技術發展要扎根于產業土壤，為產業尤其是高技術企業成長服務，以實現產業化為目標，在產品實際應用中創造出良好經濟效益。

    項目實施過程充分發揮了科研院所、公司企業、超算中心三方優勢。研發進程中，無論是研究所牽頭還是院校牽頭，都是本著同一目的，協力為產業化和應用服務。以“天河一號”的研發為例，國防科技大學作為課題承擔單位，浪潮（北京）電子信息產業有限公司、國家超級計算天津中心作為協作單位，共同承擔了千萬億次高效能計算機的研制任務。根據課題特點和單位自身情況，這3家單位緊密協作，取長補短。國防科技大學計算機學院利用其技術實力強的優勢，承擔了關鍵技術突破等關鍵技術性工作。浪潮（北京）電子信息產業有限公司利用其對外合作渠道廣、產品化能力強等特點，承擔了主板設計與固件設計，并利用對外渠道保證了系統技術突破和生產的順利進行。國家超級計算天津中心在系統研制過程中大力開展應用推廣和試算，并專門組織人力為各應用單位進行技術培訓，使千萬億次計算機系統尚未落戶即已初步積累了一批用戶。

    這種產學研用相結合的方式大大提高了研發效率，使研究成果最大化、應用效果最優化，真正實現了高科技落地。在這一過程中，企業的作用日漸重要，曙光、聯想、浪潮等企業均在國家“863”計劃的支持下進入了高效能計算機系統開發領域。企業的參與，促進了高效能計算機的市場化和產業化，加快了我國高效能計算機的產品研制和市場推廣，同時也為企業自身帶來了無形的技術支撐和有形的效益保障。

    超級計算機作為解決重大挑戰性問題的計算平臺，其應用涉及各個領域。無論是石油勘探、氣象預報、信息安全等傳統重要領域，還是生物醫藥開發、材料微觀結構研究等高新科技領域，都高度依賴高效能計算。尤其基礎科學領域和尖端工程領域，對計算的需求更是永無止境。

    在完成曙光5000A和聯想深騰7000兩個百萬億次超級計算機的部署之后，中國國家網格已形成了380萬億次的聚合計算能力和2200萬億字節的存儲能力，部署了200多個應用軟件和服務，實現了日常運行，上海超算中心和中科院超算中心等主要節點的資源利用率均超過80％。中國國家網格支持了700多個各類科研和工程項目，在科學研究、經濟建設和社會發展中發揮重要作用。如新藥研發網格被選作國家重大科技專項“重大新藥創制”項目“綜合性新藥研究開發技術大平臺”等的基礎平臺，有力支持了國家重大專項的工作。科學數據網格直接支持了高能物理、天文數據挖掘和地學數據處理等應用系統開發。

    現在，國家超算天津中心、國家超算深圳中心和國家超算山東中心這3個千萬億次級的超算中心正在全面建設，將于2010年底前正式接入中國國家網格，使其成為國家高端計算基礎設施，從而進一步增強中國國家網格的能力。

    重大項目今天所取得的成績，是國家“863”計劃20年支持的結果，也是該領域科技人員數十年艱苦奮斗的結晶。錢德沛教授將千萬億次超級計算機的研制和應用比作一個“與世界列強同場賽跑的過程”，這個過程永無止境。