從一無所有到痛定思痛，歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)，中國高性能計(jì)算事業(yè)正試圖攀登新的高度。

50年，彈指一揮間。對(duì)于中國計(jì)算事業(yè)來說，50年前周總理親自領(lǐng)導(dǎo)了《科學(xué)技術(shù)發(fā)展十二年規(guī)劃》的制定，點(diǎn)燃了中國科學(xué)技術(shù)的火種。被喻為整個(gè)IT業(yè)制高點(diǎn)的高性能計(jì)算最早的歷史淵源，可以追溯到1956年的《十二年規(guī)劃》。

50年，筑就多少輝煌，又留下幾多思考。幾代人奮斗，打破了外國向我國禁運(yùn)高性能計(jì)算機(jī)的歷史，神威、銀河以及曙光、深騰等系列高性能計(jì)算機(jī)為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn); 但由于當(dāng)時(shí)歷史環(huán)境以及自身的條件所限，這些科學(xué)家們也眼睜睜地看著種種發(fā)展機(jī)遇擦肩而過?；仡檨頃r(shí)路，艱辛坎坷; 眺望前方，亦并不平坦。

打破“玻璃房子”

時(shí)光倒流到建國初期，百廢待興。當(dāng)時(shí)中國計(jì)算科學(xué)尚屬空白，國際社會(huì)上對(duì)中國施行禁運(yùn)政策。即使是機(jī)器賣給中國，很多國內(nèi)關(guān)鍵部門的計(jì)算機(jī)還被關(guān)在“玻璃房子”里受賣方人員監(jiān)控使用，中國工作人員不得接觸機(jī)器核心部件。1956年，周總理親自領(lǐng)導(dǎo)了《科學(xué)技術(shù)發(fā)展十二年規(guī)劃》的制定，所制定的方針原則，作為四項(xiàng)緊急措施之一，填補(bǔ)了我國計(jì)算技術(shù)學(xué)科的空白。

據(jù)中國計(jì)算機(jī)事業(yè)創(chuàng)始人之一、中國科學(xué)院院士張效祥在紀(jì)念計(jì)算機(jī)所成立30年時(shí)回憶，《十二年規(guī)劃》制定后不久，中國科學(xué)院計(jì)算所建立了起來。吸取了蘇聯(lián)已有的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，我國計(jì)算所實(shí)行了“先集中攻堅(jiān)，后分散展開”的原則，研制出了中國第一臺(tái)小型機(jī)——103機(jī)和第一臺(tái)大型機(jī)——104機(jī)。在這之后，又研制成功了107、119、111、717、757等計(jì)算機(jī)，其中，被譽(yù)為“功勛機(jī)”的109丙機(jī)，為我國的“兩彈一星”事業(yè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。1992年，我國第一臺(tái)每秒25億次的高性能計(jì)算機(jī)——曙光1000研制成功。在這臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生的第三天，國外宣布10億次計(jì)算機(jī)對(duì)我國解禁。2004年，曙光4000A推出，運(yùn)算速度達(dá)到每秒10萬億次，當(dāng)時(shí)排到了世界高性能計(jì)算機(jī)TOP500的前10位。

除了中科院計(jì)算所，國防科技大學(xué)在研究高性能計(jì)算機(jī)方面也取得了重大進(jìn)展。1983年，國防科技大學(xué)慈云桂教授等專家在極其簡陋的條件下，為中國研制出第一臺(tái)每秒1億次巨型計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)“銀河”。之后，1992年11月，在周興銘教授領(lǐng)導(dǎo)下，我國成功研制出“銀河II”10億次巨型機(jī)，實(shí)現(xiàn)了從向量巨型機(jī)到處理并行巨型機(jī)的跨越。1997年，研制成功“銀河III”百億次巨型機(jī)，實(shí)現(xiàn)了從多處理并行巨型機(jī)到大規(guī)模并行處理巨型機(jī)的跨越。

“神威”系列也是我國高性能計(jì)算機(jī)中的主力軍之一。1999年9月，由國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心牽頭研制成功的“神威”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行，次年，“神威I”面向社會(huì)開放使用。“神威I”浮點(diǎn)運(yùn)算的峰值速度為每秒3840億次，在當(dāng)時(shí)世界上已投入商業(yè)運(yùn)行的高性能計(jì)算機(jī)中排名第48位。神威機(jī)投入使用以來，在氣象、石油、藥物、航空航天等方面獲得了可喜的應(yīng)用。

這些高科技成果，在中國國家安全以及國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了重大的作用。以石油行業(yè)為例，中國是世界第五大產(chǎn)油國和第二大石油消費(fèi)國。尋找新的油氣田，以及發(fā)掘現(xiàn)有油氣田的生產(chǎn)能力，成為石油行業(yè)的重要工作之一。石油勘探和開發(fā)的主要目標(biāo)是尋找深層、隱伏和巖性油氣藏，油藏?cái)?shù)值分析的數(shù)據(jù)量較大。這樣巨大的計(jì)算量，只有依靠高性能計(jì)算解決方案來承擔(dān)。神威、曙光等系列高性能計(jì)算機(jī)在大慶、大港等油田展身手，為“找油”做貢獻(xiàn)。

氣象、生物醫(yī)藥行業(yè)是國產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。從基因排序到藥物篩選，從生物信息學(xué)中的科學(xué)計(jì)算、模擬和可視化到構(gòu)建大型生物信息數(shù)據(jù)中心，都離不開高性能計(jì)算機(jī)。成立于1999年9月的北京華大基因研究中心，長期以來致力于基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)的研究。研究中心生物信息部應(yīng)用平臺(tái)陳杰副主管向記者介紹，研究中心目前所從事的基因組測(cè)序與組裝、基因預(yù)測(cè)、基因功能分析等課題，都是超大規(guī)模的海量計(jì)算。有些計(jì)算任務(wù)，在目前的計(jì)算能力下都需要一個(gè)月的時(shí)間，甚至一年的時(shí)間，所以只有高性能計(jì)算產(chǎn)品才能滿足研究中心的計(jì)算任務(wù)。目前，華大研究中心采用了與中科院計(jì)算所聯(lián)合專門為生物信息學(xué)研究研制的超級(jí)計(jì)算機(jī)“曙光4000H”，以及IBM、Sun等廠商的高性能計(jì)算產(chǎn)品。有性能強(qiáng)大的計(jì)算設(shè)備作后盾，研究中心近年來完成了1%人類基因組計(jì)劃、超級(jí)雜交水稻基因組測(cè)序等諸多科研項(xiàng)目。

“基礎(chǔ)研究”的迷失

在取得成績的同時(shí)，科學(xué)家們也在對(duì)多年來的高性能計(jì)算發(fā)展道路進(jìn)行反思。

張效祥回憶說，計(jì)算機(jī)《十二年規(guī)劃》是正確的，它所體現(xiàn)的原則和精神是可貴的。當(dāng)時(shí)很明確，引進(jìn)（蘇聯(lián)技術(shù)）只是一個(gè)跳板，是手段而不是目的，歸根結(jié)蒂是要?jiǎng)?chuàng)立中國自己的計(jì)算機(jī)事業(yè)?？上?958年以后到“文化大革命”一系列“左”的影響，破壞了它的貫徹執(zhí)行，導(dǎo)致了我國計(jì)算機(jī)事業(yè)上世紀(jì)80年代的落后局面。

中國科學(xué)院院士、北京科技大學(xué)教授、中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所終身研究員高慶獅接受本報(bào)記者采訪時(shí)說，中國計(jì)算發(fā)展50年，從器件上可分為電子管時(shí)期、晶體管時(shí)期、集成電路時(shí)期（上世紀(jì)70年代）、超大規(guī)模集成電路時(shí)期（上世紀(jì)80年代后）。從產(chǎn)業(yè)上看，可以分為三個(gè)時(shí)期，第一階段是國際封鎖、自力更生階段（上世紀(jì)80年代以前），這個(gè)時(shí)期參加基礎(chǔ)研究的有上海冶金廠、北京109廠和中國半導(dǎo)體研究所等。第二階段是引進(jìn)國外技術(shù)時(shí)期（上世紀(jì)80年代后～21世紀(jì)初），此階段大量引進(jìn)國外的技術(shù)和設(shè)備，結(jié)果則是有利有弊。一方面在別人的技術(shù)上發(fā)展速度加快了; 但另一方面，基礎(chǔ)性的研究萎縮。原先進(jìn)行基礎(chǔ)研究的上海冶金廠、109廠和中國半導(dǎo)體研究所偏離了原有的基礎(chǔ)性研究，轉(zhuǎn)向了相對(duì)上層的研究。第三階段則是在利用國外技術(shù)的基礎(chǔ)上開展自我研發(fā)（21世紀(jì)至今），一批“中國芯”開始涌現(xiàn)。

令科學(xué)家們更為無奈的是，我國長期形成的注重科研、忽視市場(chǎng)需求的風(fēng)氣，形成了科研和市場(chǎng)“兩張皮”問題。許多研究機(jī)構(gòu)僅滿足于寫論文、評(píng)獎(jiǎng)，不注重推廣應(yīng)用。

“有一些科研人員做研究不是為將來的應(yīng)用，而是為了評(píng)職稱或者獲得榮譽(yù)稱號(hào)。在做研究之前根本不了解市場(chǎng)的需求。論文寫完后束之高閣，或者研制的機(jī)器根本就不能投入商用?！币晃谎芯扛咝阅苡?jì)算多年的老專家對(duì)記者說。時(shí)至今日，“技術(shù)轉(zhuǎn)化為成果不高”成為了科技界最為逅病的問題，眾多吃過苦頭的老科學(xué)家在各個(gè)場(chǎng)合不得不苦口婆心呼吁業(yè)界要重視技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化。

這樣的苦頭在中科院計(jì)算所的歷史上也出現(xiàn)過。曙光一號(hào)和1000是計(jì)算所在高性能計(jì)算上的突破。但在市場(chǎng)推廣中遇到了問題。據(jù)計(jì)算所所長李國杰、曙光1000總體設(shè)計(jì)師祝明發(fā)撰文回憶說，曙光一號(hào)和曙光1000采用ATUNIX操作系統(tǒng)源程序基礎(chǔ)上修改的SNIX，雖然符合POSIX工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于操作系統(tǒng)已做了改動(dòng)，從國外購買的應(yīng)用軟件目標(biāo)碼不能在曙光機(jī)上運(yùn)行。而擁有源程序的數(shù)據(jù)庫及第三方軟件開發(fā)商由于曙光起步時(shí)銷量不大，都不愿意主動(dòng)移植他們的商用軟件與曙光機(jī)捆綁銷售。這就逼迫曙光機(jī)只能賣給那些自己編寫應(yīng)用程序的用戶。這顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

同樣的情況在節(jié)點(diǎn)機(jī)主板上碰見。曙光一號(hào)和曙光1000的主板是自己設(shè)計(jì)開發(fā)的，當(dāng)做完曙光一號(hào)的升級(jí)產(chǎn)品開發(fā)后，計(jì)算成本時(shí)才發(fā)現(xiàn)，由于批量沒有上去，購買主板元器件的成本已高于購買國外批量生產(chǎn)的主板價(jià)格。

因?yàn)槲覈诨A(chǔ)研究上的薄弱，市場(chǎng)的話語權(quán)掌握在別人手里。為了能占領(lǐng)市場(chǎng)，曙光2000的設(shè)計(jì)者最終選擇了“有所為有所不為”的“迂回”技術(shù)路線。決定節(jié)點(diǎn)上的UNIX操作系統(tǒng)（IBM AIX操作系統(tǒng)）一行都不許改動(dòng)，并且暫時(shí)不做主板。待品牌在市場(chǎng)上影響逐漸大后，再逐漸向核心技術(shù)延伸。根據(jù)曙光公司總裁歷軍的介紹，曙光堅(jiān)持“有所為有所不為”的方針，曙光最新的系列產(chǎn)品，主板是自己做。2008年以前，部分的曙光機(jī)器將采用龍芯芯片，但操作系統(tǒng)依然購買自國外。

最近，本報(bào)記者訪問張效祥院士時(shí)，張?jiān)菏恐赋?，發(fā)展計(jì)算機(jī)事業(yè)一定要走政（府）、產(chǎn)（業(yè)）、學(xué)（校）、研（究）、用（用戶）相結(jié)合的道路，只要有機(jī)地將這些因素的力量聯(lián)合起來，信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新、做大做強(qiáng)的愿望就能實(shí)現(xiàn)。

“科研”與“市場(chǎng)”的磨合

上世紀(jì)90年代以前，我國大部分高性能計(jì)算機(jī)用于國防、政府等領(lǐng)域，用于科學(xué)計(jì)算的高性能計(jì)算機(jī)僅占整個(gè)高性能市場(chǎng)的5%，95%的市場(chǎng)屬于商業(yè)化領(lǐng)域。中國高性能計(jì)算機(jī)要做大做強(qiáng)，必須去搶占商業(yè)領(lǐng)域。自上世紀(jì)90年代以來，有識(shí)之士帶領(lǐng)中國高性能計(jì)算走上了艱難的產(chǎn)業(yè)化之路。

曙光1000和曙光1000A的總體設(shè)計(jì)者祝明發(fā)接受采訪時(shí)回憶說，曙光1000嚴(yán)格來說還不是商品化的機(jī)器，曙光1000A才是，產(chǎn)品商品化緣起一個(gè)援外項(xiàng)目。1996年10月，李國杰和祝明發(fā)接到國家科委一項(xiàng)援外工程項(xiàng)目: 向喀麥隆亞溫德第二大學(xué)提供一套曙光1000大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并建立一個(gè)計(jì)算環(huán)境，主要應(yīng)用是城市地理信息系統(tǒng)和學(xué)校的管理。但李國杰和祝明發(fā)認(rèn)為，他們使用曙光1000 那樣的大規(guī)模并行機(jī)有困難，更商品化的超級(jí)服務(wù)器更適合他們的應(yīng)用。于是決定采用基于曙光天演的機(jī)架式服務(wù)器做結(jié)點(diǎn)機(jī)來構(gòu)造超級(jí)服務(wù)器。經(jīng)過半年的努力，1997年4月系統(tǒng)研制成功， 取名為曙光1000+（后來國內(nèi)產(chǎn)品叫曙光1000A超級(jí)服務(wù)器）。1997年8月，遼河油田成為了曙光1000A第一個(gè)買主。用戶自愿掏錢買國產(chǎn)大型機(jī)是頭一回，“曙光機(jī)能賣錢了！”振奮了上至國家科委，下至研發(fā)機(jī)構(gòu)，曙光1000A一共賣了20多套。

為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，1995年曙光公司成立，曙光系列產(chǎn)品開始步入銷售階段。1998年曙光2000研制出來后，計(jì)算所智能中心和曙光公司通過一體化運(yùn)作來進(jìn)行科研和產(chǎn)業(yè)的結(jié)合。智能中心相當(dāng)于曙光的研發(fā)部，智能中心的軟硬件產(chǎn)品原封不動(dòng)地交給曙光生產(chǎn)、銷售和產(chǎn)業(yè)化。通過技術(shù)轉(zhuǎn)移形成產(chǎn)業(yè)化，使曙光公司擁有了完整的全線產(chǎn)品，從高性能計(jì)算機(jī)到UNIX小型機(jī)到PC服務(wù)器。孫凝暉表示，剛開始時(shí)甚至分不清銷售和市場(chǎng)、直接銷售與間接銷售的區(qū)別，而售后服務(wù)也慢慢才做起來。2001年，曙光3000研制成功后，推廣“前店后廠”的模式，智能中心相當(dāng)于工廠，曙光相當(dāng)于店面銷售。經(jīng)過10年的發(fā)展，曙光公司與計(jì)算所的合作模式沿襲下來。曙光公司自身的開發(fā)力量也有所加強(qiáng)。

“如果我當(dāng)年在中關(guān)村練過攤，現(xiàn)在也許曙光市場(chǎng)化程度會(huì)更高。”歷軍開玩笑地說。在曙光公司發(fā)展的10年里，怎么去做市場(chǎng)一直困擾著那群科研出身的曙光人。

2002年，國內(nèi)最大的PC廠商聯(lián)想殺入了高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。2001年，當(dāng)時(shí)的曙光公司副總裁祝明發(fā)帶領(lǐng)一批技術(shù)骨干加盟聯(lián)想，祝明發(fā)出任聯(lián)想高性能服務(wù)器事業(yè)部總經(jīng)理。2002年8月，聯(lián)想深騰1800系統(tǒng)實(shí)測(cè)性能超過萬億次，實(shí)際運(yùn)算速度可排全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500強(qiáng)的第24位。2003年11月，深騰6800通過鑒定，經(jīng)美國能源部勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，“深騰6800”以每秒4.183萬億次的運(yùn)算速度位居第14位，LINPACK效率為78.5%，位居第二，聯(lián)想一躍成為了高性能計(jì)算機(jī)的佼佼者之一。

然而，高性能并不能馬上轉(zhuǎn)換為高利潤。2005年，聯(lián)想收縮戰(zhàn)線，削弱不賺錢的業(yè)務(wù)，專注于PC和手機(jī)。服務(wù)器業(yè)務(wù)成為了“種子業(yè)務(wù)”而非核心業(yè)務(wù)，服務(wù)器事業(yè)部雖然保留下來，人員卻大為減少。從大張旗鼓到歸于沉寂，聯(lián)想高性能計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)的歷程讓人唏噓不已。擅長市場(chǎng)運(yùn)作、資金雄厚的聯(lián)想“止步”于高性能計(jì)算機(jī)，不得不讓人重新思考科研和市場(chǎng)的關(guān)系: 是否一個(gè)過于市場(chǎng)化的公司不適合進(jìn)行尖端科研的開發(fā)？如同聯(lián)想這樣的大公司都沒有財(cái)力來等待高性能服務(wù)器業(yè)務(wù)的賺錢，那些比聯(lián)想小的公司就更無從談起。

浪潮天梭系列是高性能計(jì)算機(jī)廠商另一主力軍。但主管服務(wù)器的浪潮集團(tuán)高級(jí)副總裁王恩東更愿意用高端服務(wù)器來形容天梭系列。王恩東承認(rèn)，低端是浪潮服務(wù)器業(yè)務(wù)的主要來源。與曙光系列服務(wù)器以科技計(jì)算為主不同，浪潮天梭服務(wù)器主要應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。

高性能計(jì)算發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家綜合國力和國際競爭力的重要指標(biāo)，是一個(gè)國家科技實(shí)力的綜合體現(xiàn)，是推動(dòng)科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國防安全的重要工具，在國家戰(zhàn)略中占有特殊地位，已成為世界各國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

通過老一代科學(xué)家以及曙光、聯(lián)想、浪潮等一批企業(yè)與科研單位的共同努力，中國在高性能計(jì)算的研究、制造、應(yīng)用等方面取得了不俗的成績，但跟國外先進(jìn)水平相比，中國高性能計(jì)算要走的路，還很長。

鏈接：中國高性能計(jì)算市場(chǎng)情況

計(jì)世資訊（CCW Research）數(shù)據(jù)顯示，2005年，中國高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)銷售額達(dá)到了30.66億元人民幣，同比增長16.2%；市場(chǎng)銷售量達(dá)到了3557套，同比增長了20.9%。

2005年，在中國高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)上， IBM、HP是市場(chǎng)中主要的產(chǎn)品供應(yīng)商，二者的市場(chǎng)銷售額分別為15.49億元和10.06億元。其中IBM在金融行業(yè)的大型主機(jī)市場(chǎng)上，有比較明顯的競爭優(yōu)勢(shì)，HP則在電信行業(yè)占有突出的領(lǐng)先地位。

隨著中國用戶對(duì)高性能計(jì)算機(jī)接受程度的提高，越來越多的用戶開始關(guān)注高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用和發(fā)展，為此，國內(nèi)廠商也逐漸加大了對(duì)高性能計(jì)算機(jī)的開發(fā)與研制，經(jīng)過10多年的努力，國內(nèi)品牌已經(jīng)在高性能市場(chǎng)初顯競爭實(shí)力。2005年，國內(nèi)廠商聯(lián)想、曙光、浪潮在高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)份額已升至第四、第五和第六位，超過了SGI。2005年，聯(lián)想高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)銷售額達(dá)到0.74億元，同比增長了36.2%，成為2005年高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)增長幅度最大的廠商。

從市場(chǎng)份額上看，2005年，IBM、HP在高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)占據(jù)了主要地位，占市場(chǎng)總量的83.3%。其中IBM市場(chǎng)占有率達(dá)到了52.5%，HP市場(chǎng)占有率為32.8%。其余市場(chǎng)中主要供應(yīng)商，SUN、聯(lián)想、曙光、浪潮等公司，市場(chǎng)份額都低于5%。