中国高性能计算又一次取得了历史性的突破，2007年12月27日，高性能计算机（HPC）“KD-50-I”在中国科技大学问世，彻底结束了中国HPC的“空芯时代”。一路走来，中国HPC经历了怎样的泥泞与藩篱？我们该如何打破常规，独树一帜？中国HPC到底会往何处去？

　　时间定格在2007年即将结束的前几天，就在举国欢庆2008年的时候，中国科技大学以陈国良院士为负责人的项目研发团队却丝毫没有加入到这种节日的氛围中，他们正在紧张地测试着一串串程序代码，外面的喧闹似乎离他们很远。

　　12月27日，一台具有历史意义的高性能计算机（HPC）在他们手中诞生。这是首次采用我国完全自主的高性能芯片研发成的万亿次机，这台被命名为“KD-50-I”的机器，采用的芯片就是代表了当前国内高性能通用处理器设计最高水平的64位“龙芯2F”芯片。

　　在此之前， 中国HPC一直处在“空芯时代”。包括银河、神威、曙光、深腾等在内的众多的高性能计算机品牌，所采用的中央处理芯片均来自于IBM、Intel或AMD等国外公司。

　　曾经在高性能计算领域一穷二白的中国，在几辈人的努力下，终于逐渐走出了重重藩篱。一路走来，我们经历了怎样的泥泞？我们该如何打破常规，独树一帜？中国HPC到底会往何处去？

　　走出泥泞

　　今天高性能计算所取得的成就，离不开历史的积淀。银河、神威、曙光等高性能计算机的出现让中国HPC产业看到了希望，也彻底打破了国际列强曾经给我们设置的“玻璃房子”。

　　但是HPC是一个较为特殊的产业，技术复杂，而且也不能马上看到经济价值。所以，经过数十年的发展，中国HPC的产业化道路依然不平坦：曙光走得沉重而缓慢，联想也经历了进、退、然后再进的迂回道路，有的高性能企业甚至走向了没落。

　　然而，中国要发展，离不开高性能计算机。在政府的支持下，中科院计算所承担起了研发HPC技术的重任，并凭着一股拼劲让中国HPC产业慢慢走出了“昨日的泥泞”。

　　曾经一穷二白

　　几十年前，欧美等发达国家向中国禁运高性能计算机，但作为一个发展中的大国，中国对高性能计算机需求非常迫切。

　　20世纪八九十年代，在巴统协议下，西方国家在高技术领域对我国进行封锁和限制。原石油工业部物探局花“天价”买了一台IBM大型机，还必须接受对方的苛刻要求，把机器安放在一个中国人不得入内的透明的“玻璃屋子”里，以方便美国专家监控。而且，美国专家还要将监控日志定期上交给美国政府审查。

　　之后，由于勘探石油的需要，中国不得不花高价购买IBM、SGI的高性能计算机，这些机器后期的集成与维护费用动辄以百亿计，即便这样，它们也对中国买入的机器进行了某些功能上的限定。

　　“过去，国外专家圈内盛行中国贫油论，当时中国满大街跑的车上都顶着一个煤气包，中国作为大国，没有石油是非常要命的。”曙光总裁历军在向记者描述当时的情形时，表情凝重，“中国有油，但就是找不到；要找到石油，就必须进行大规模的计算，在这种历史背景下，政府才不计血本，从国外引入高性能计算机。”

　　回忆起当初国外的种种限制，中科院计算技术研究所研究员、龙芯课题组负责人胡伟武也非常气愤：“国外卡得太严，我们往往只能在跟外国元首会晤时，才有机会买到几片芯片，这真是让人难受。我当时的梦想就是一定要做出自己的高性能芯片。”

　　历军回忆，他刚进入中国高性能计算领域的时候，外国对中国处处封锁，我们事事都得依靠自己从零做起。所谓的“零”就是，包括印刷电路板、集成电路、晶体管、硬盘等等都得靠自己一点点地摸索研发。

　　“在研发曙光1000的时候，国内集成电路还非常不成熟，当时没有自动焊接技术，就得靠老工人拿电烙铁一个管脚一个管脚地去焊接，这样做的结果是，工作量大，产品误差也很大，曙光1000有36块板，通常要多做出很多，留好的，坏的再点灯熬夜修。”谈到此处，历军的眼圈都红了。

　　中国独立自主研制高性能计算机的理想，便发轫于一穷二白和国外重重限制的窘迫当中。

　　科研攻坚战

　　为了拆除屈辱的“玻璃房子”，满足我国对高性能计算机的强烈需求，1956年，周总理亲自领导了《科学技术发展十二年规划》的制定。从那时起，中国开始摸索高性能计算之路。

　　而“白手研发HPC”的艰巨任务也自然而然地落在了科研界的头上。也就是在那个时候，中国科学院计算所成立了，其主要任务就是攻坚“计算科学”。据资料显示，借鉴当时原苏联已有的技术和经验，计算所研制出了中国第一台小型机103机和第一台大型机104机，在这之后，又研制成功了107、119、111、717、757等计算机，这些机器都在相应的历史时期为国家做出了贡献。

　　1992年，在计算所的努力下，我国第一台每秒25亿次的高性能计算机——曙光1000研制成功。就在这台计算机诞生的第三天，美国宣布解除10亿次计算机对我国的禁运。“这台机器是为东方地球物理研究所研制的，而‘玻璃房子’就设在那里。”历军说。

　　随着解禁令的下达，我国HPC商业化的时代也来了。几年不到，中国95%的市场已经属于商业化领域。基于这种情况，国家马上做出了决策：中国HPC产业要做大做强，必须抢占商业领域。在计算所的支持下，1995年成立了曙光公司。

　　历军对记者说，当时的曙光1000并不是真正意义上的商业化机器，后来的曙光1000A才是。辽河油田是曙光1000A的第一个买主，这是用户头一回自愿掏钱买国产大型机，“曙光机能卖钱了！”当时整个科研界都很兴奋。

　　历军坦言，曙光高性能机市场化道路走得并不是一帆风顺。直到2004年，曙光4000A推出，运算速度达到每秒10万亿次，排到了世界高性能计算机TOP 500的前10位，曙光公司HPC产业化之路才渐渐走得平稳起来。

　　除了中科院计算所，国防科技大学在研究HPC方面也取得了重大的进展。1983年，国防科技大学慈云桂教授等专家在极其简陋的条件下，研制出中国第一台每秒1亿次巨型计算机机系统“银河”。之后，“银河Ⅱ”10亿次巨型机面世，实现了从向量巨型机到处理并行巨型机的跨越。1997年，研制成功“银河Ⅲ”100亿次巨型机，实现了从多处理并行巨型机到大规模并行处理巨型机的跨越。

　　“神威”系列也是我国HPC中的主力军之一。由国家并行计算机工程技术研究中心牵头研发。20世纪末，“神威I”浮点运算的峰值速度达到每秒3840亿次，在当时世界上已投入商业运行的高性能计算机中排第48位。

　　这些高科技成果，在我国的气象、石油、药物、航空、航天等领域发挥了重大作用。

　　据历军介绍，今年曙光将研制成功具有100万亿次计算能力的曙光5000，而基于我国自主知识产权的龙芯3号芯片也将应用在其中，这将再次给我国的HPC产业注入新鲜血液。

　　初现产业化端倪

　　21世纪初，随着联想、浪潮等以商业运作为核心的企业的加入，中国HPC产业进入了一个颇为繁荣的时期，也迎来了产业化的春天。

　　2001年，当时的曙光公司副总裁祝明发带领一批技术骨干加盟联想，祝明发出任联想高性能服务器事业部总经理。2002年8月，联想深腾1800系统实测性能超过万亿次，实际运算速度可排全球高性能计算机TOP 500强的第24位。2003年11月，深腾6800通过鉴定，美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室测试，深腾6800以每秒4.183万亿次的运算速度位居第14位，LINPACK效率为78.5%，位居第2位。

　　为此，联想一跃成为高性能计算领域的佼佼者之一。然而，好景不长，由于HPC并不能马上转换为利润，当时把“国际化”作为发展方向的联想，在2005年收缩业务战线时把服务器业务划为了“种子业务”而非核心业务。

　　然而，联想并没有放弃对高性能计算的追求，在沉寂了将近两年之后，2007年，联想再次把高性能计算提上了日程：先是发布各种关于HPC的市场策略及研发策略，然后以强大的营销攻势迅速地渗入到教育、政府、海洋等行业。在签下威廉姆斯F1车队的大单时，联想服务器终于再一次把世界的目光拉向了自己。

　　从大张旗鼓到归于沉寂，然后再大张旗鼓，HPC业务在联想的发展历程让人唏嘘不已，而联想雄厚的资金支持以及高效的市场运作能力也让人佩服不已。但是，IT界日新月异，又有谁能计算出那“消失的一年”会给联想服务器带来怎样的损失，给中国高性能计算产业带来怎样的损失呢？

　　浪潮是HPC厂商中的另一主力军，其HPC天梭系列已经在气象预报、石油勘探、生物制药等大规模并行计算科学研究领域积累了大量的应用经验。

　　中科大研制成功的基于我国自主通用芯片“龙芯2F”的万亿次机“KD-50-I”更是意义非凡，它再一次向世界证明了中华民族高性能计算产业的无穷潜力。