黑色機柜被整齊排成數(shù)行，高速運轉(zhuǎn)的機器持續(xù)發(fā)出低沉的嗡鳴聲，星星點點的負載指示燈不斷閃爍……這里是“天河二號”的機房，碩大的超級計算機正在飛速運行。

　　過去的一年，新冠肺炎疫情席卷全球，來勢洶洶。憑借超強算力，“天河二號”助力藥物虛擬篩選，只用了3天時間便迅速定位了30余種潛在有效藥物。在“天河二號”上搭建的新冠肺炎CT影像智能診斷平臺，15秒即可完成一次CT圖像診斷，為抗擊疫情作出了重大貢獻。

　　作為幕后功臣，國防科技大學(xué)計算機學(xué)院“天河”高性能計算團隊(以下簡稱“天河”團隊)功不可沒。在剛剛過去的春節(jié)假期，團隊上下60余人堅守崗位，以這樣特殊的方式為祖國守歲。

　　肖立權(quán)：用光互聯(lián)替代電互聯(lián)

　　肖立權(quán)，“天河二號”副總設(shè)計師、“天河”團隊互聯(lián)通信方向負責(zé)人。

　　我國高性能計算起步較晚，要想趕上西方國家，唯有奮起直追。為了讓我國高性能計算早日趕超西方國家，肖立權(quán)一拼就是30年。

　　“走別人沒有走過的路很難，但我喜歡挑戰(zhàn)！”這是肖立權(quán)常說的一句話。20世紀(jì)末，大規(guī)模計算機系統(tǒng)中通常采用電互聯(lián)技術(shù)，信息傳輸速率慢且易受干擾，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。這是我國研制千萬億次級超級計算機路上的一塊“絆腳石”。

　　搬開這塊“絆腳石”的最優(yōu)解決方案，就是用光互聯(lián)替代電互聯(lián)，上級將這一重任交給了肖立權(quán)。

　　這條別人沒有走過的路，注定充滿坎坷。接下任務(wù)后，肖立權(quán)立即著手解決這項技術(shù)難題。然而，按照他的思路做出來的系統(tǒng)根本“跑不起來”。

　　“是哪里出了問題？”肖立權(quán)滿腦子都是問號，午休時閉上眼睛，他腦海中全是屏幕上滾動的數(shù)據(jù)。

　　“沒法睡！去實驗室！”架起示波器、邏輯分析儀，肖立權(quán)全神貫注地看著屏幕，生怕錯過關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

　　解決方案被一次次提出，但又被一次次推翻。有一天，肖立權(quán)突然冒出一個想法：是不是數(shù)據(jù)傳輸有問題？這次靈光突現(xiàn)，讓他一下找到了解決問題的“鑰匙”。由此，我國光互聯(lián)技術(shù)在大規(guī)模計算機系統(tǒng)中得到有效驗證，這為后續(xù)該技術(shù)在超級計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

　　2013年，是“天河”團隊發(fā)展歷程中濃墨重彩的一年。當(dāng)年6月，“天河二號”研制成功，登上了世界超級計算機排行榜的榜首。

　　同年11月，為升級“天河二號”系統(tǒng)，肖立權(quán)和團隊成員展開了為期10個月的封閉式攻關(guān)，力爭完成核心器件國產(chǎn)化替代。經(jīng)過這一輪攻關(guān)，肖立權(quán)帶領(lǐng)“天河”團隊大幅提升了“天河二號”高速互聯(lián)通信系統(tǒng)的性能，使其運行速度達到當(dāng)時國際商用互聯(lián)系統(tǒng)的2倍，為下一代超級計算機研制奠定了基礎(chǔ)。

　　郭揚：讓國之重器澎湃“中國芯”

　　“天河二號”的“成長環(huán)境”并不十分“友好”，長久以來，西方國家在這一領(lǐng)域?qū)ξ覈鴮崿F(xiàn)嚴格的技術(shù)封鎖。

　　曾有很長一段時間，我國信息系統(tǒng)軟、硬件受制于人的問題難以得到解決。為攻克這一難題，“天河”團隊再次奔赴戰(zhàn)場。

　　“天河”團隊微電子方向負責(zé)人、國防科技大學(xué)計算機學(xué)院研究員郭揚就是核心芯片這個戰(zhàn)位上的先鋒。

　　芯片制造技術(shù)是制造業(yè)的核心技術(shù)，超級計算機所需的芯片更被譽為“皇冠上的明珠”。為了摘取這顆“明珠”，郭揚堅守了20余年。今年春節(jié)，他依舊堅守崗位，在機柜間不停穿梭。在僅有幾十米寬的機房里，他每天可以走出數(shù)萬步。

　　運算速度(俗稱算力)和功耗是超級計算機芯片的核心指標(biāo)。通常來說，要想實現(xiàn)更高算力，就需要在芯片中集成更多的晶體管，但這就會增加芯片面積和功耗。研制超級計算機芯片的難點在于，要在保證高算力的前提下，盡可能減少芯片的功耗。為了早日攻克這一難題，曾有一段時間，郭揚四處奔波，到軍隊內(nèi)外各地調(diào)研考察，出國參加學(xué)術(shù)交流活動，研究業(yè)內(nèi)發(fā)展趨勢，幾經(jīng)周折最終確定了走“基于自主指令集的異構(gòu)融合架構(gòu)”的技術(shù)路線。

　　這是一條崎嶇難走的路。研制自主指令集的處理器芯片，意味著研發(fā)團隊不僅要研制芯片，還必須同步研制出配套的編譯器、算法庫等全套軟件系統(tǒng)。若采用現(xiàn)成的指令集芯片，工作量將減少數(shù)倍。

　　“這條路必須走！跟在別人后面、走現(xiàn)成的路，已無法實現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先。這條路，我們就算披荊斬棘也要走！”郭揚說。

　　此外，他還帶領(lǐng)團隊攻克了芯片研制中的其他大量技術(shù)難題，在他們的不懈努力下，最終使新一代超算芯片性能比前一代芯片提升了10倍以上。

　　20余年，從反向設(shè)計起步，到正向設(shè)計前行，再到向自主創(chuàng)新跨越；從架構(gòu)設(shè)計，到前端驗證，再到后端實現(xiàn)，郭揚和大家一路過關(guān)斬將，最終孕育出了芯片領(lǐng)域響當(dāng)當(dāng)?shù)摹帮w騰”品牌。

　　2017年，“天河二號”系統(tǒng)升級完成，當(dāng)時國內(nèi)性能最優(yōu)的4000余顆“飛騰”芯片被裝在“天河二號”的“心臟”部位；在慶祝新中國成立70周年閱兵式上，嵌有“飛騰”芯片的多款戰(zhàn)機、導(dǎo)彈在天安門廣場亮相；2020年，北斗三號組網(wǎng)、嫦娥五號奔月、“天問一號”飛赴火星，這些裝備上都鑲嵌著“飛騰”的“中國芯”。

　　“未來，我和團隊還要繼續(xù)努力，讓更多國之重器澎湃‘中國芯’。”郭揚說。

　　譚郁松：實現(xiàn)國產(chǎn)系統(tǒng)零的突破

　　“飛騰”芯片不是孤軍奮戰(zhàn)，“麒麟”操作系統(tǒng)是它的最佳搭檔，它也是“天河二號”的“靈魂”。它們一硬一軟，為“天河二號”搭臺唱戲。今年春節(jié)期間，負責(zé)系統(tǒng)調(diào)試的人員聚精會神地盯著屏幕，手指不停地敲擊著鍵盤。

　　忙碌之余，“天河”團隊國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件方向負責(zé)人、國防科技大學(xué)計算機學(xué)院研究員譚郁松說：“麒麟是中國的傳統(tǒng)瑞獸，寓意吉祥和長壽。以它的名字命名，是希望系統(tǒng)能更好地為國家和人民服務(wù)，最終能實現(xiàn)國產(chǎn)系統(tǒng)的自主創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。”

　　“麒麟”是為超級計算機研制的服務(wù)器操作系統(tǒng)。其誕生之初，該團隊將這一操作系統(tǒng)和國際主流操作系統(tǒng)進行了比較，而后發(fā)現(xiàn)了不少問題。一時間，網(wǎng)絡(luò)上的質(zhì)疑聲此起彼伏。

　　怎么辦？

　　譚郁松覺得，光在實驗室里埋頭搞研究不行，必須要走出實驗室，在實踐中摸索前進。

　　當(dāng)時，“麒麟”深陷質(zhì)疑聲中，推廣應(yīng)用十分困難。“別人不用，我們自己先用。”從2011年開始，譚郁松帶領(lǐng)團隊成員，挨個給國防科技大學(xué)學(xué)員做工作，逐一幫助他們在電腦上安裝系統(tǒng)。一圈兒下來，超過3萬名學(xué)員的電腦上安裝了“麒麟”系統(tǒng)。系統(tǒng)適配了超過300多款筆記本終端及外接設(shè)備，為后續(xù)大規(guī)模推廣積累了豐富的經(jīng)驗。

　　經(jīng)過反復(fù)推廣、試用、驗證、升級，“麒麟”的用戶數(shù)量不斷攀升，連續(xù)多年成為活躍用戶量最多的國產(chǎn)操作系統(tǒng)。

　　成為國內(nèi)第一，只是第一步，要想趕超，必須爭分奪秒。多年來，對于譚郁松及其團隊成員來說，“5+2”“白+黑”已是常態(tài)。

　　在他們的努力下，如今“麒麟”操作系統(tǒng)已經(jīng)成為我國安全等級最高、應(yīng)用最廣的國產(chǎn)操作系統(tǒng)，被成功應(yīng)用于各類國防裝備、重點信息系統(tǒng)上。

　　近年來，基于“飛騰”芯片、“麒麟”操作系統(tǒng)的服務(wù)器、臺式機、一體機、筆記本等系列產(chǎn)品，已在一些領(lǐng)域得到規(guī)模化應(yīng)用，為實現(xiàn)我軍信息系統(tǒng)自主可控、構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系發(fā)揮了不可替代的重要作用。

　　◎劉于藍 本報記者 張 強