智慧实力的决战——“银河”—Ⅱ10亿次巨型计算机诞生记 [复制链接]

第4版(要闻)
专栏：

　　智慧实力的决战
　　——“银河”—Ⅱ10亿次巨型计算机诞生记
　　贾西平　李微
一个晴朗的夜晚。
在长沙国防科技大学一间明亮洁净的机房里，耸立着一座6棱形的机柜。那红白黑相间的外表给人一种崭新的气息；那密密麻麻的指示灯，仿佛天上的繁星在闪烁；功能强大的输入输出设备在主机旁一字排开；与高速网相连的小型机、控制机和终端组成了一个乳白色的方阵。这，就是地上的“银河”——长沙国防科技大学研制的10亿次巨型计算机系统。
150小时主机稳定性考核进入最后5分钟。时间一分一秒地过去，人们屏住呼吸紧紧地盯着屏幕。机房内只有打印机在“吱吱”作响。
“考机时间到！”又一道苛刻的考题顺利通过。主持鉴定考机的专家组组长激动地站了起来。
近一个月来，全国各地的计算机专家分成8个专业组，在18个方面选择了130多道大规模数据处理与运算的考题，对“银河”10亿次机（即“银河”—Ⅱ）进行了严格的考核。
考核结果：“银河”—Ⅱ各项性能指标先进，达到了80年代中后期巨型计算机的国际先进水平。
1992年11月19日，我国第一台10亿次通用并行巨型计算机在长沙宣告诞生了！这是继1983年研制成功“银河”—Ⅰ之后，我国巨型机研制领域的又一个令人鼓舞的里程碑！
从“银河”—Ⅰ干起，到“银河”—Ⅱ成功，这些为祖国巨型机事业默默奋斗了十几个春秋的专家教授们，此时此刻，心潮起伏，泪水涌动。
绝不是简单的叠加！从每秒运行1亿次跃进到10亿次，这是中华民族在世界高科技竞争中进行的一场激烈的智慧决战！
让我们暂放下庆功的酒杯，回头看看英雄们壮烈的战斗场面吧！
冲破封锁
垄断是发达国家在高科技领域对发展中国家的一贯政策。世界上一两个发达国家研制出了亿次机、10亿次机，但他们不会卖给我们，这叫“卡”。我们自力更生研制出亿次机后，就像争得了一张购买亿次以下机器的许可证，于是有大量降档机器推销而来，这叫“冲”。“一卡二冲”，前者旨在增加我们发展的难度，后者企图摧毁我们刚刚建起的基础。国防科大的计算机专家们没有忘记，我国因大规模数据处理的需要，从国外租用了一台降档后的机器，其租金已远远高出了该机的售价。他们也没有忘记，在国外考察时，想看一眼外国的巨型机，却被拒之门外。这就是我国巨型机研制所面临的国际环境。
没有新一代巨型机，我们的中长期天气数值预报无法进行，石油勘探、地震监测中的大量数据无法处理，核物理、航空航天、遗传工程等领域的发展也受到制约。
我国建设事业的发展呼唤着巨型计算机的诞生。1986年2月，国防科技大学计算机研究所3位教授联名给中央写信：为了我们中华民族在世界高科技领域占有一席之地，加快祖国社会主义现代化建设的发展，建议研制我国自己的“银河”—Ⅱ巨型计算机。他们的建议立即得到国务院、中央军委和国防科工委的大力支持。此后，作为国内急需用户的国家气象局与国防科大正式签定了研制“银河”—Ⅱ巨型机的合同书。从此，一场规模空前的10亿次巨型机研制工程在国防科大展开了。
攻占高峰
巨型机是70年代出现的，一般运行速度在亿次以上。如果将我国的“银河”—Ⅱ比作一个巨大的计算工厂，那么这个厂里就有10亿个计算员，每人每秒钟要求完成一个操作，并保证每步操作的逻辑关系和数据的输入与输出。巨型机要达到这样高的运行速度，除了采用高速电子元器件之外，一是提高处理机的工作频率，也就是机器工作的节拍，二是把一台机器干不了的活分给几台机器同时干。
为了使“银河”—Ⅱ比“银河”—Ⅰ有一次大的飞跃，把五星红旗插上高科技的顶峰，国防科大的研制者们在国内首次采用50兆赫的工作频率和4个高性能处理机并行处理结构。这一大胆的设计构成了“银河”—Ⅱ的主要技术特色。
频率上升到50兆赫，要求新机型的结构紧凑，布线不仅要短，而且要尽可能地少。“银河”—Ⅰ一块电路板有7层，单面安装百余个器件，在当时已被认为到达了极限。而“银河”—Ⅱ要求在一本杂志大小的电路板上布出数千条线，安装数百个器件，制造14层的电路板，要成倍地突破这一极限，其难度可想而知。
国防科大的人说，没有李教授主持研制的CAD（计算机辅助设计）系统，就不会有“银河”—Ⅱ。当年“银河”—Ⅰ的电路板图是抽调了近百名知青精心绘制的，如今这些精品仍令参观者惊叹不已，但“银河”—Ⅱ要求在2个半毫米的宽度上布出3条线，如此精密的图纸，人工手段已无法实现。李教授从干“银河”—Ⅰ时起，就开始潜心研究CAD，经过10余年的努力，突破了国外的封锁，掌握了这一领域里的多项关键技术。他以“银河”—Ⅰ为母机，开发出具有中国版权的世界一流CAD系统，为“银河”—Ⅱ的研制提供了先进的手段。当4万多张精密的图纸资料摆在鉴定委员会的专家们面前时，他们自豪地说：“这是中国计算机事业光彩的一页。”
担任主机设计任务的杨教授，带领着大家一次又一次地进行着优化工作。设计方案出来了，推翻；再设计，再推翻，直至最完美的方案产生。主机的电路板与电路板之间有数万条连线，其中50％以上要人工绕接。每条线的长度尺寸、通过电流、延迟时间以及互相之间的匹配关系，他都一一记在心里。在大家的共同努力下，“银河”—Ⅱ的主机设计达到了很高的水平。
如果把计算机硬件比作人的身躯，那么软件就如人的思想和智慧。“银河”—Ⅱ100多万行的系统程序，具有全面支持多CPU并发等10个方面的功能，全面大幅度地超越了“银河”—Ⅰ，也是国际1989年的最高水平。
为了解决我国经济建设中大量的应用问题，必须有丰富的应用软件，这也是“银河”—Ⅱ能否在市场中站住脚的关键所在。应用软件主任设计师李教授，50多岁了，长年与20多岁的年轻人一起连轴转，终于用4年时间研制出“中期数值天气预报”等一大批高水平的应用软件。
一片丹心献祖国
记者在采访中发现，负责“银河”—Ⅱ系统软件设计重任的竟是一位“临时工”。此人叫谈正信，曾是“银河”—Ⅰ的干将之一，1988年由于家庭困难调回到阔别了20多年的大上海。可当听说国防科大接受了“银河”—Ⅱ巨型机的研制任务后，他的心一下子又飞回了长沙，一干就是3年。这里没有聘金，拿的还是原单位那点工资；没有特殊待遇，吃大食堂，住集体宿舍，但这里的工作却像磁石般地吸引着他。
“银河”—Ⅱ不仅吸引了国内的学者，也吸引了留学归来的窦文华、龚正虎等3位副教授。这3位专攻计算机网络的学者凑到一起，决心要为“银河”—Ⅱ开发一套高速网。如果把“银河”—Ⅱ中的数据流比作现代化城市里的汽车和人流，那么高速网就像城市里的高速交通网。经过四年多的努力，国内第一条高速网便建成了。
主管设计师肖应时副教授为了从200多块板子中找出2块板子中的纰漏，提出了“不惜以体重换回两个毫微秒”的口号。29岁的研究生廖湘科不为深圳某公司的高薪聘请所动，一心扑在“银河”—Ⅱ工程的第一线。
就是这支英雄的队伍，用他们无比的勇气、智慧和勤奋，创造了利用改革开放的有利条件，吸收先进技术思想，自主研制，打破封锁，4年多拿下10亿次巨型机的“银河”速度；创造了性能价格比高出发达国家30％的新纪录。他们献给祖国的，是一份圆满的答案，是一颗赤诚的心。