今年9月，“天河一號”———我國首臺千萬(wàn)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(kāi)始進(jìn)行系統調試并分步提交用戶(hù)使用。

    國防科技大學(xué)研制的“天河一號”，作為“十一五”期間“高效能計算機及網(wǎng)格服務(wù)環(huán)境”重大項目的階段性成果，在多項技術(shù)上取得了關(guān)鍵性突破。2009年11月發(fā)布的全球超級計算機500強排行榜中，“天河一號”以每秒1206萬(wàn)億次的峰值速度和每秒563.1萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運算速度名列第五，使我國成為繼美國之后世界上第二個(gè)成功研制千萬(wàn)億次超級計算機的國家。

    早在“九五”期間，我國就開(kāi)始了“863”計劃重點(diǎn)項目“國家高性能計算環(huán)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(zhuān)項；根據國際國內相關(guān)領(lǐng)域發(fā)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(wǎng)格服務(wù)環(huán)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(wàn)億次浮點(diǎn)計算的高效能計算機，建成具有300萬(wàn)億次以上聚合浮點(diǎn)計算能力和1000萬(wàn)億字節以上存儲能力的中國國家網(wǎng)格服務(wù)與應用環(huán)境，支撐信息化重要應用。

    據該項目總體組組長(cháng)錢(qián)德沛介紹，“十一五”期間，高效能計算機的研發(fā)模式基本參照“十五”模式，集中于機器制造、網(wǎng)格建設、軟件開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)應用4個(gè)方面。

    根據技術(shù)攻關(guān)和應用需求實(shí)際狀況，“十一五”“863”計劃千萬(wàn)億次超級計算機的研制分兩步走。第一期研制百萬(wàn)億次高效能計算機，突破千萬(wàn)億次機的關(guān)鍵技術(shù)；233萬(wàn)億次的曙光5000A系統和157萬(wàn)億次的聯(lián)想深騰7000系統就是這一期的研究成果。

    百萬(wàn)億次超級計算機的研制，為千萬(wàn)億次的研發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗。項目第二期即支持了“天河一號”和“曙光星云”兩臺千萬(wàn)億次系統的研制，這兩臺千萬(wàn)億次高效能計算機在系統性能上已達到世界領(lǐng)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(wàn)億次，實(shí)測浮點(diǎn)運算性能每秒1271萬(wàn)億次，是中國第一臺、世界第三臺實(shí)現雙精度浮點(diǎn)計算超千萬(wàn)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(zhù)我國高效能計算機的研制能力和技術(shù)水平達到新的高度，同時(shí)為以計算方法解決國家面臨的重大挑戰性問(wèn)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(wǎng)格的建設也取得了長(cháng)足發(fā)展，“現在中國國家網(wǎng)格采用的是第四版網(wǎng)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(wǎng)格應用達到了19個(gè)，而‘十五’期間只有8個(gè)。”錢(qián)德沛說(shuō)，“中國國家網(wǎng)格的未來(lái)發(fā)展不可限量。”

    “863”計劃高效能計算領(lǐng)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(shù)上要有所創(chuàng )新，搞出一批在世界上領(lǐng)先的高技術(shù)；“立地”則指技術(shù)發(fā)展要扎根于產(chǎn)業(yè)土壤，為產(chǎn)業(yè)尤其是高技術(shù)企業(yè)成長(cháng)服務(wù)，以實(shí)現產(chǎn)業(yè)化為目標，在產(chǎn)品實(shí)際應用中創(chuàng )造出良好經(jīng)濟效益。

    項目實(shí)施過(guò)程充分發(fā)揮了科研院所、公司企業(yè)、超算中心三方優(yōu)勢。研發(fā)進(jìn)程中，無(wú)論是研究所牽頭還是院校牽頭，都是本著(zhù)同一目的，協(xié)力為產(chǎn)業(yè)化和應用服務(wù)。以“天河一號”的研發(fā)為例，國防科技大學(xué)作為課題承擔單位，浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司、國家超級計算天津中心作為協(xié)作單位，共同承擔了千萬(wàn)億次高效能計算機的研制任務(wù)。根據課題特點(diǎn)和單位自身情況，這3家單位緊密協(xié)作，取長(cháng)補短。國防科技大學(xué)計算機學(xué)院利用其技術(shù)實(shí)力強的優(yōu)勢，承擔了關(guān)鍵技術(shù)突破等關(guān)鍵技術(shù)性工作。浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司利用其對外合作渠道廣、產(chǎn)品化能力強等特點(diǎn)，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(shù)突破和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。國家超級計算天津中心在系統研制過(guò)程中大力開(kāi)展應用推廣和試算，并專(zhuān)門(mén)組織人力為各應用單位進(jìn)行技術(shù)培訓，使千萬(wàn)億次計算機系統尚未落戶(hù)即已初步積累了一批用戶(hù)。

    這種產(chǎn)學(xué)研用相結合的方式大大提高了研發(fā)效率，使研究成果最大化、應用效果最優(yōu)化，真正實(shí)現了高科技落地。在這一過(guò)程中，企業(yè)的作用日漸重要，曙光、聯(lián)想、浪潮等企業(yè)均在國家“863”計劃的支持下進(jìn)入了高效能計算機系統開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。企業(yè)的參與，促進(jìn)了高效能計算機的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化，加快了我國高效能計算機的產(chǎn)品研制和市場(chǎng)推廣，同時(shí)也為企業(yè)自身帶來(lái)了無(wú)形的技術(shù)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(wèn)題的計算平臺，其應用涉及各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)論是石油勘探、氣象預報、信息安全等傳統重要領(lǐng)域，還是生物醫藥開(kāi)發(fā)、材料微觀(guān)結構研究等高新科技領(lǐng)域，都高度依賴(lài)高效能計算。尤其基礎科學(xué)領(lǐng)域和尖端工程領(lǐng)域，對計算的需求更是永無(wú)止境。

    在完成曙光5000A和聯(lián)想深騰7000兩個(gè)百萬(wàn)億次超級計算機的部署之后，中國國家網(wǎng)格已形成了380萬(wàn)億次的聚合計算能力和2200萬(wàn)億字節的存儲能力，部署了200多個(gè)應用軟件和服務(wù)，實(shí)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(diǎn)的資源利用率均超過(guò)80％。中國國家網(wǎng)格支持了700多個(gè)各類(lèi)科研和工程項目，在科學(xué)研究、經(jīng)濟建設和社會(huì )發(fā)展中發(fā)揮重要作用。如新藥研發(fā)網(wǎng)格被選作國家重大科技專(zhuān)項“重大新藥創(chuàng )制”項目“綜合性新藥研究開(kāi)發(fā)技術(shù)大平臺”等的基礎平臺，有力支持了國家重大專(zhuān)項的工作?？茖W(xué)數據網(wǎng)格直接支持了高能物理、天文數據挖掘和地學(xué)數據處理等應用系統開(kāi)發(fā)。

    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(gè)千萬(wàn)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(wǎng)格，使其成為國家高端計算基礎設施，從而進(jìn)一步增強中國國家網(wǎng)格的能力。

    重大項目今天所取得的成績(jì)，是國家“863”計劃20年支持的結果，也是該領(lǐng)域科技人員數十年艱苦奮斗的結晶。錢(qián)德沛教授將千萬(wàn)億次超級計算機的研制和應用比作一個(gè)“與世界列強同場(chǎng)賽跑的過(guò)程”，這個(gè)過(guò)程永無(wú)止境。