70年的技术创新丨中国超级计算攻击的历史

在透明玻璃房中，有一台从美国购买的超级计算机. 房间的钥匙是由美国人员保存的，中国科学家只有获得授权才能进入玻璃房，并且必须在美国方面的监督下操作计算机.

超级计算机计算的内容必须经过美国批准. 行动完成后，美方将立即封锁玻璃屋. 监控日志也定期提交给美国政府进行审查.

这是中国超级计算机社区经常提及的真实过去.

改革开放前后，中国缺乏自主研发的超级计算机技术. 为了进行石油调查，中国石油工业部为IBM超级计算机付出了高昂的代价.

您无法用金钱购买设备，但无法购买技术. 在1980年代，西方国家用包括超级计算机在内的高科技来阻挡中国.

尽管美国已经向中国出售了超级计算机，但仍对其进行严格监控以防止核心技术泄漏，因此出现了“玻璃室”的故事.

中国科学院院士，国防科技大学前任校长杨学军谈到这段历史时说: “这是中国科研人员心中永恒的痛苦……农民家里没有食物，母亲没有牛奶来喂养自己. 孩子. ”后来，中国大力支持自主研发的超级计算机. 国防科学技术大学是中坚力量. 杨学军成为超级计算机“天河一号”的首席设计师.

顾名思义，超级计算机（也称为超级计算机和高性能计算机）不能被普通的个人计算机使用. 个人计算机通常是四核，六核或八核处理器，而超级计算机已经聚集了成千上万个可以处理大量数据和高速操作的处理器.

众所周知，“两弹一星”是该国硬实力的体现，而超级计算机也是该国“两弹一星”的水平.

从军事模拟核试验到平民天气预报，从太空探索到人类基因测序，都存在巨大的计算门槛. 为了更快地获得计算结果，您只能依靠超级计算机.

美国是世界上第一个在这一领域进行投资的国家. 自1950年代后期以来，它已经开发了满足国防和军事需求的超级计算机. 在1960和1970年代，全球超级计算机行业基本上由两家美国公司主导. 日本并没有放过太多. 在1980年代，开始了对超级计算机科学研究项目的补贴.

从1993年开始，田纳西大学，德国曼海姆大学和美国能源部的伯克利国家实验室每年两次发布世界500强超级计算机排名（TOP500）. 发布时间是6月一次，11月一次.

该排名基于基准程序LINPACK测试值. 从1993年6月到2010年11月，TOP500的第一名由美国和日本交替控制.

（来自AMiner的表格）

中国的国家级超级计算机自我研究业务始于1978年. 当年3月的全国科学技术大会上，表示: “中国必须追求四个现代化，而且必须拥有一台巨型计算机. ”它开启了自主开发超级计算机的历史进程.

40年来，国防科技大学的“银河”和“天河”系列，中科曙光的“黎明”系列，联想的“深腾”系列以及“神威”系列无锡江南计算技术研究所相继出现. ，使中国的超级计算机业务从贫瘠发展到可以媲美美国和日本.

从头开始的“竞争者”

“我只有60岁，即使要弥补这种旧生活，我也必须摆脱我们的巨型机器. ”

1978年，国防科学技术大学接受了自我研究超级计算机的任务. 当时大学计算机研究所所长慈云贵发出军事命令，“每秒1亿次，很多次（计算速度为1亿次/秒），一天之内连续6年没有延迟，并且没有超出预算. ”

慈云贵可以说是中国计算机行业的一代宗师. 从电子管计算机到晶体管计算机，再到集成电路计算机，每当中文计算机升级时，他就是主要驱动程序.

但是对于他来说，超级计算机仍然是很难攀登的山峰. 1978年，Ci Yungui带领团队开发了一种通用计算机系统151-4，其运行速度仅为每秒200万次，这与超级计算机的每秒1亿次相去甚远.

接受任务后，慈云贵带领团队成立了十多个关键研究小组，“在工厂吃东西，在计算机室睡觉”.

在研发过程中，自然会出现问题. 团队花了几个月的时间制定了计划，慈云贵固执地拒绝了计划，并带领所有人重新制定了更高级的总体计划.

冷液技术的研发遇到困难，不得不使用易于操作的冷空气技术. 为了确保机器的稳定性和可靠性，团队必须逐一检查25,000条绕组线，120,000 rao触点和超过200万个焊点.

最后，Ciyungui团队创造性地提出了“双重矢量数组”结构，这大大提高了机器的速度. 不仅预算不超过，而且提前一年完成了开发任务.

曾经进行过“两枚和一颗星星”研究的国防部长张爱萍将超级计算机命名为“银河”.

（银河一号，新华社图片）

当时，中国人民政治协商会议前任副主席听了慈云贵团队的报告后说: “红军在1930年打长沙是一项壮举. 50年后，您成功开发了Galaxy-I超级计算机在长沙是一次成功的壮举. ”

Galaxy-I的诞生打破了西方国家对超级计算机的技术封锁，使中国成为仅次于美国和日本的世界上第三个独立开发超级计算机的国家. 这台计算机也称为别名: “挑战”.

国家的意志

1983年，除了成功开发了Galaxy-I外，发生了两件事对中国超级计算机界产生了深远影响.

一件微不足道的事情: 南京通信工程学院的本科生杨学军申请了国防科学大学的，并致力于超级计算机研究.

他的毕业论文是关于矢量巨型机编译技术的. 慈云贵读了这篇论文，然后在论文旁边写道: 这个人必须找到一种留下的方式.

后来，杨学军从学校毕业，并参与了Galaxy-II的开发. Galaxy-Ⅲ于1994年推出，现年31岁的杨学军被任命为首席设计师.

后来，他成为“天河一号”的首席设计师，帮助中国首次登上了最快的超级计算机的宝座.

（左二是杨学军）

另一个影响全球格局的重大事件: 服务了三年的美国总统里根提出了“战略防御计划”（SDI，也称为“星球大战”计划）.

“星球大战”项目是冷战的产物. 里根政府宣布将改变MAD核平衡战略，改为使用天基和地面系统防御攻击.

（里根总统于1983年在电视上发表了《星球大战》演讲）

当时，中国专家普遍认为“星球大战”是表面上针对苏联的防御计划，但实际上还有其他目的.

“（美国）试图通过执行该计划来促进国防科学技术的发展，然后促进高新技术的全面振兴和国民经济的发展，以确保美国处于领先地位. 成为高科技领域的先驱，并最终达到抢占​​21世纪战略制高点的目的. ”时任航天部航天技术研究院科学技术委员会副主任的杨家Jia说.

“星球大战”计划出台后，许多国家和联盟都采取了后续行动，制定了相应的政策: 苏联和东欧集团制定了“科学技术进步综合计划”，日本提出了“下一个十年促进科学技术发展的基本政策”，西欧的17个国家共同签署了《尤里卡计划》.

在如此大的背景下，包括杨家chi在内的四位科学家写信给中央，并提议“追踪世界高科技战略发展”.

表示对该提案表示支持，并很快发布了《高科技研究与发展计划》. 因为这四位科学家写的书和同志的批准时间是在1986年3月，所以该计划也被称为“ 863计划”.

在863计划中，“智能计算机”作为主题项目（即306个主题）被单独列出.

“国家智能计算机研究开发中心”（以下简称“智能中心”）应运而生，并入选“中国科学院计算技术研究所”（以下简称“中国科学院计算研究所”）. 中国科学院）作为支持单位.

计算研究所成立于1956年，是中国科学院的王牌力量. 在这里，中国第一台通用数字电子计算机和第一台通用CPU芯片诞生了. 计算研究所还成功地完成了“两枚和一颗星星”的数据处理.

就像国防科技大学一样，中国科学院计算研究所后来成为中国超级计算机产业的支柱. 来自中国科学院计算技术研究所的独立曙光一直是863计划306主题的主体.

联想独立开发了神腾系列超级计算机，它在1984年成立时也是计算机研究所的成员. 联想的最早名称是“新技术开发公司计算机研究所”，其创始人刘传志从事计算工作已有13年. 甚至参与了神威系列开发的国家并行计算机工程技术研究中心也得到了中国科学院计算技术研究所的支持.

1990年，智能中心正式成立. 公司成立伊始，就面临发展战略选择的难题.

在1980年代，世界见证了人工智能的第二次高潮. 当时，卡内基梅隆大学设计了一个专家系统，该系统每年可以为商业公司节省4000万美元，从而引发许多国家和公司的跟进.

新算法（专家系统）对计算能力提出了新要求. 在计算机专家袁一波的领导下，日本于1982年宣布了“第五代计算机系统”的十年研究计划，希望开发出一种划时代的超级计算机，该计算机可以与人交谈，翻译和解释语音. 图像，并像人一样推理.

（日本第五代计算机系统的概念图）

“当时，世界处于“人工智能繁荣”的高潮，日本的“第五代机器”也受到广泛欢迎. 在这种背景下，中国走上了“第五代机器”的道路， ” 306位学科组专家，中国工程院院士王成表示.

实际上，306主题“智能计算机”的全名源自遵循日本“五代机器”的策略.

但是在实施过程中，由306个主题的专家小组发现，日本“五代机器”的主要目标是实现自然语言翻译. 这个方向不太适合当时的中国国情. 在同一时期，美国的研发主要集中在个人计算机，高速工作站，超级计算机和Internet上，而这些领域更有意义.

专家组决定改变技术路线，负责该主题的智能中心将研究方向从“智能计算机”调整为“高性能并行计算机系统”.

此决定被迅速验证为正确. 专家系统的问题逐渐暴露出来: 应用领域狭窄，知识获取困难，维护成本高...日本的“五代机”计划也失败了，人工智能进入了第二低谷.

计算的“黎明”

306转移战略主题的决定催生了曙光系列. 在当时的黎明一号研发工作中，当时的智能中心主任李国杰领导了崭新的技术路线和科研模式.

自1980年代以来，李国杰一直致力于计算机的并行处理. 1981年，他出国留学攻读博. 在美国计算机管理局华运生教授的监督下. 1986年底回到中国后，他一直在中国科学院计算技术研究所工作.

具有出国留学经验的李国杰看到了中国传统的超级计算机发展道路的弊端.

长期以来，中国从零开始就在封闭条件下开发计算机，并使用分立组件作为母板. 开发周期短至5-6年，最长7-8年. 通常，该机器已经落后了，很难被市场接受.

为了促进中国超级计算机的商业化和商业化，李国杰大胆地开辟了一条新的道路. 从技术上讲，他是第一次在中国使用大型集成电路开发并行计算机. 在计算机系统方面，他让团队根据UNIX源代码设计并行操作系统SNIX.

在科研模式下，李国杰派了一个6人小组前往硅谷. 他称这种“借树开花，生孩子”的方法称为“外国砍伐队”，利用外国合作和支持的大环境来促进并行计算机的发展.

（曙光超级计算机研发站点，《科学新闻》图片）

1993年10月，曙光第一超级计算机诞生，其峰值运算速度达到每秒6.4亿次，并在多种技术上取得了突破，例如使用完全对称的共享存储多处理技术. 操作系统核心的结构和并行操作. 改变.

此外，曙光一号投资少（直接开发资金仅200万元），开发周期短（从正式开发到成果鉴定仅一年半），商品化程度高. ，这与中国过去的超级计算机发展形成了鲜明的对比. 比较. 1994年，曙光1号被列入政府工作报告.

1995年，智能中心再次推出了Dawning 1000，取得了多个首创: 第一台具有并行处理器结构的自行开发的计算机，并且第一台实际计算速度超过了每秒10亿马克. 销售市场.

在过去的几十年中，中国超级计算机的开发和生产一直在满足特殊部门的需求，并利用行政手段来确定用户的推广方式. 曙光1000的开发和推广最初也是政府的一项行动.

但是，“曙光天朝”系列产品（包括“曙光1000”和“曙光1000A”）在​​商业化之后逐渐走上了商业销售之路.

1997年，曙光天朝1000A油田落户辽河油田. 这是中国超级计算机首次独立进入市场，实现了国内超级计算机商业化的突破神威蓝光超级计算机，打破了产品在中国超级计算机市场上的垄断.

在开头一章中提到的“玻璃室”的故事，Sugon用1000A来结束它.

（曙光1000并行计算机系统）

为了更好地适应市场需求，Sugon于1996年独立并成立了一家. 李国杰担任曙光集团兼总经理，开始了工业化之旅.

在选择新的公司地点时，李国杰要求远离中国科学院计算技术研究所，以“摆脱”心理依赖. 因此，曙光从计算学院搬到了清华大学旁边的中关村水磨西街的院子.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-260489-1.html