70年的技术创新丨中国超级计算攻击的历史(2)

黎明公司独立后，中国的互联网才刚刚起步，但李国杰敏锐地意识到，大量的互联网信息服务和数据处理需求都需要超级服务器来满足.

通常，超级计算机通常用于科学工程计算中，以追求最高的计算速度. 除了科学计算，超级服务器是一台更通用的高端计算机，更多地用于事务处理和网络服务.

因此，超级服务器已成为曙光的重要发展方向.

在1998年和1999年，曙光2000-I和曙光2000-II超级服务器陆续推出，率先在中国成功开发了大型UNIX集群系统.

其中，Sugon 2000-II的峰值速度超过1100亿次. 据悉，来自美国计算机行业的权威学者访问了Sugon 2000-II，并在给美国政府的一份报告中指出，中国的高性能计算机发展已从落后水平发展到非常接近西方水平.

2000年，Dawning 3000超级服务器以每秒4032亿次的峰值速度发布. 在开发的早期，该超级服务器由北京华大基因研究中心“预订”，在中国超级计算机的历史上开创了先例.

（曙光3000超级服务器）

在Sugon系列产品频繁升级的同时，863程序在计算机系统开发中的内涵也发生了变化.

从1999年到2000年，“ 863计划306”主题的主题为“国家高性能计算环境”. 这意味着，不仅要开发超级计算机，而且要用已开发的机器开发高性能计算环境，以更好地支持高性能计算的应用.

每秒4万亿次的黎明是这个主题的结果之一. 此外，该主题还建立了五个高性能计算中心，以构建国家高性能计算环境.

2002年，“十一五” 863计划启动了“高性能计算机和核心软件”重大项目. 它的主要任务是开发每秒4万亿次的超级计算机，以研究和突破关键的网格技术.

863计划的两项新举措反映了中国创建超级计算机的概念的变化: 在缺少超级计算机开发技术的补充课程之前，现在更加着重于超级计算机资源的集成和应用.

因此，超级计算机的发展模式也在发生变化. 从“第十个五年计划” 863计划开始，超级计算机的发展打破了以前任命家庭承担责任的惯例，并引入了竞争机制. 例如，研发4万亿台超级计算机的任务落在了联想和曙光上.

联想的第一台超级计算机是神腾1800，它于2002年成功开发，其峰值计算速度为1万亿倍. 2003年，联想率先成功开发了神腾6800，其峰值速度为5.3万亿倍，在2003年11月的TOP500排行榜中排名第14位.

（联想神腾6800超级计算机）

2004年，曙光4000A也成功诞生，最高速度达到11.2万亿倍. 在2004年6月的TOP500排名中，Sugon 4000A排名第十. 这是由863程序开发的超级计算机首次进入世界前十名.

（曙光4000A）中国超级计算机的里程碑

对于中国和中国超级计算机行业而言，2008年是非常重要的一年.

今年，北京举办了奥运会. 在开幕式上，李宁踩“祥云”在“空中跑道”上奔跑时，一幅中国卷轴沿着“空中跑道”滚动.

这张照片的数字图像是由2500万次黎明5000A计算得出的.

该超级计算机被称为“魔方”，是除美国之外世界上最快的高性能计算机系统. 但是，“魔方”只是“十一五” 863计划的分阶段成果.

2006年，“十一五” 863计划设立了一个重大项目“高性能计算机和网格服务环境”，其中将petaflop的开发列为主要目标之一.

“超级计算机的发展规律是每10年将性能提高1000倍. 2000年的国际先进水平是1万亿倍，到2010年肯定会达到PB. 要占领制高点，必须尽快开始开发TB级的计算机. ”天河一号首席设计师杨学军说. 上面提到过.

在2004年至2006年期间，中国最快的超级计算机“曙光4000A”仅运行了11.2万亿次. 向petaflop超级计算机迈出一步是不切实际的. 因此，千万亿级超级计算机的开发分两个步骤.

在第一阶段，Sugon和Lenovo分别研究了petaflops神威蓝光超级计算机，并积累了petaflops的经验. 在第二阶段中，中国科学院计算技术研究所和曙光，国防科技大学和浪潮，国家并行计算中心和无锡江西计算技术研究所分别开发了petaflop超级计算机.

2008年，曙光5000A的233万亿次和神腾7000的157万亿次相继出现. 前者在TOP500中排名第10，而后者在TOP500中排名第19.

Sugon 5000A和Shenteng 7000的诞生意味着中国已经成为世界上第二个具有开发1000亿台超级计算机能力的国家.

但是美国仍在发展. 2008年上半年，IBM推出了petrozoospera petaflops，早于2010年杨学军的预测.

第二阶段的努力在2009-2010年取得了成果. 由国防科技大学和浪潮联合开发的petaflop超级计算机分两个阶段完成. 天河一号诞生于2009年，最高运行速度为1206万亿倍.

2010年，天河1A二期工程成功开发. 在11月的TOP500排名中，天河One A与美国橡树岭国家实验室的美洲虎相比，其峰值运行速度为每秒4700万亿次，而连续运行速度为2566万亿次.

这是一个里程碑式的事件-中国自主研发的超级计算机首次在超级计算机TOP500列表中排名第一.

天河一号在国际上也带来了一种新的超级计算机体系结构.

建造超级计算机的传统方法是集成更多的CPU，但是增加CPU的数量受到功耗，占地面积和系统可靠性的限制.

“按照传统方法建造一台每秒100亿千万亿次千万亿字节数的超级计算机需要13,000平方米的面积，几乎是两个足球场的大小；它需要320兆瓦的电力，相当于一个大中型城市. 电源”.

天河一号的首席设计师杨学军没有遵循传统方法，而是率先采用了CPU + GPU异构融合的体系结构. 工程实现第一次证明了GPU可用于超级计算机.

由于这种结构的低能耗，低成本和高集成度，一类异构的超级计算机迅速在国际上掀起了热潮.

由中国科学院计算技术研究所开发的Dawning 6000（Nebula）也不难. 该超级计算机的最高性能达到了1271万亿次，在2010年11月的TOP500中排名第三，仅次于天河1A和美洲虎.

江西计算技术研究院在无锡开发的“神威蓝光”也达到了1100万亿倍的峰值计算速度.

在这3 PB超级计算机中，尽管神威蓝光的计算速度较慢，但​​它是唯一完全采用中国自主研发的“神威” CPU的机器.

自主开发的CPU可以支持速度领先的超级计算机，并且这一问题的重要性近年来变得越来越明显.

“核心”战争，不变法则

2019年6月，继中兴通讯和华为之后，美国特朗普政府将中国超级计算领域的五家机构作为目标.

美国商务部工业和安全局宣布，实体名单上将包括中科曙光，成都海光集成电路设计公司，成都海光微电子技术公司，天津海光信息技术公司和无锡江南计算技术研究院. .

这三个海光公司均为曙光的子公司. 也就是说，该制裁只有两个基本目标: 曙光和无锡江南计算技术研究所.

事实上，早在2015年，国防科学技术大学，国家超级计算机长沙中心，国家超级计算机广州中心和国家超级计算机天津中心就被列入实体列表.

从天河系列（国防科学技术大学）到曙光系列（中科曙光）和神威系列（江南计算技术学院），这三个中国超级计算机系列都受到美国的制裁. 制裁旨在阻止中国超级计算机的“瓶颈”，并阻止最关键的芯片.

近年来，中美在超级计算机领域的竞争日益激烈. 自2013年6月起，天河2号以每秒5490亿次的峰值性能连续3年蝉联TOP500. 2016年6月，神威太湖的光芒接管天河2号，峰值表现为每秒12.54亿次. 直到2018年6月，美国能源部才宣布以18.77亿次的峰值完成峰会，然后重新获得TOP500榜首.

（神威·太湖之光，新华社图片）

国防部科技大学的天河2号在2015年被美国列入实体名单后，该公司使用Intel Xeon处理器的原本的升级计划立即将其中断.

神威太湖之光没有这种后顾之忧. 该国希望通过另一条技术路线来开发新的超级计算. 从布局之初就开始的新超级计算的想法是创建具有国家生产结构和独立控制权的软件和硬件. 国家超级计算机无锡研究中心主任，清华大学教授杨光文说.

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