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[东方之子]"龙芯"耀"曙光"·李国杰
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2023.07.21 辽宁

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 中国计算机从此有了一颗自己的"中国心" 

    一枚小小的龙芯,让中国计算机产业告别了“无芯”的尴尬历史,一项工程的诞生,又创造出了一个又一个“龙芯”式的奇迹,知识创新工程让中科院成为名符其实的科研国家队。

  [详细内容]

  这里是位于河北唐山的渤海湾滩海地区。2007年5月,一条振奋人心的消息从这里传出。一个规模达10亿吨的大油田在这里被发现,这就是冀东南堡油田。然而很多人都不会知道这个大油田的发现,有一台中国自主研制的高性能计算机发挥了重要的作用,那就是以李国杰院士为首研制的代表中国高性能计算机最高水平的曙光4000超级计算机。它的运算速度达每秒11万亿次以上,以往要花几年时间处理的石油勘探复杂数据,用曙光4000超级计算机,三个月就计算出了精确的结果。

  中科院计算技术研究所所长、中国工程院院士李国杰:

  冀东南堡油田,原来已经打过油了。打过油以后认为已经没有了,现在拿曙光计算机把新的信息重新处理一遍,处理叫三维叠层片。用三维信息再处理一遍,一处理一遍后就发现很多地方实际上是有油的,所以就发现一个新的大油田,好像总理都很高兴。

  解说:在当今世界,高性能计算机被称为战略计算机,代表着计算机领域的最高水平,一直就被认为是一个国家高科技实力的标志。然而,仅仅在14年前,中国高性能计算机研制还是一个空白。中国的市场全部被外国品牌垄断,核心技术受制于人,就连石油勘探、气象预报部门进口的计算机都要在外国人的监控下使用。

  李国杰:当时是这样,就是外国人卖给我们机器以后,他是拿个玻璃房子罩在里头,然后专门有个超级管理员,那个管理员是个老外,他在监控这个机器的使用,就防止你把这个机器用做干别的用途,气象局的计算机只能用气象局的,那就不能用做干别的。解放都这么多年了,我们设备上还要受到别人监控,等于那个房子是华人不能进去的,在中华人民共和国这个土地上,在自己机房里面,还有块地方,我们自己反而不能进去,这是很丢面子的事情。

面对中国高性能计算机领域的这种尴尬局面,1986年从美国留学归来、1990年出任国家智能计算机研究开发中心主任的李国杰痛下决心,一定要亲手研制出中国自己的高性能计算机,让中国在高性能计算机领域站起来。他还为将要研制的高性能计算机取了一个有象征意义的名字----叫"曙光计算机"。然而,从无到有,造出一台中国自己的高性能计算机谈何容易。李国杰首先面临的问题就是人才匮乏。

  李国杰:当时我回来要招人的时候,发现很困难,招不到真正有经验的,或者是学过怎么造计算机的人,所以我那个时候就变成一个,怎么去培养一批人出来,他们自己会懂得怎么造计算机,这个任务就很重了。

  从1990年到1992年,李国杰花了两年时间为他的研制小组的年轻人补课,让这些从未造过计算机的年轻人深入学习高性能计算机的工作原理。这些是李国杰当时从国外带回的国际上最新的UNIX操作系统源码资料,他带领研制小组一行一行去研读,这个过程异常单调枯燥。

  李国杰:那个软件很大,像我们现在用微软那个Windows将近两千万行。当时我们即使可以小点的,操作系统也有几百万行,一行一行都是要读懂才行。将近读了一两年,一两年这些人都没任何成果,没有发表什么很多论文,出过什么机器出来。所以外界看起来,就是毫无业绩的,就是压力很大。很多人就说,你这个李国杰当个主任,怎么没搞出这么多成果出来。其实我是在补课。

  经过两年的补课,1992年3月,李国杰开始着手曙光一号计算机的正式攻关,这时他又发现一个新的问题,当时国内研制计算机的大环境非常不理想,他做出了一个大胆的决定:派一个攻关小组到美国硅谷去造中国的机器。

  李国杰:硅谷那个地方,它那个服务非常好,比如我缺一个硬件,一个什么卡,或缺个什么零部件,你只要打个电话,他马上给你送过来了,你缺一个什么软件也是,你打个电话马上给你送过来。这种环境在国内找不到,国内要是一个小的板卡,可能卡你几个月都配不了。

  出发前,李国杰用“人生能有几回搏”这句口号激励他的团队。现在这句口号还仍然保留在计算所办公室的墙壁上。

  李国杰:当时我把他们派到美国去的时候,那天开了一个会,那个会议上,我请人在黑板上写了一个叫做"人生能有几回搏"。是学容国团的题词,写完以后我就跟他们讲,我既然派你们出去,做这个计算机,你们一定会做成回来的,计算机一定会做出来的,我相信你们有这个能力。其实那些人自己还对自己还半信半疑的,听我这么决心地讲,那些人眼睛里都含着泪花,就说既然你这么相信我们,做不出来,就没脸见江东父老了。这些人就饱含一种强烈的责任感派出去的。

  李国杰当时制定的技术路线是利用国外现有的集成电路芯片造出自己的机器,缩短研制周期,争取一年成功,当时很多人并不看好这个全新的大胆技术路线,因为以往研制一台计算机都是自己研制集成电路芯片,最短也要花七八年时间。

  中科院计算技术研究所副所长、曙光系列高性能计算机主要研制者 樊建平:一年要把这个机器做出来,所以压力还是都大。李老师的决策压力,家里面整个的环境,我想他应该是相当大。我们在那边(美国),也是(压力)大,但是信心,因为年轻,初生牛犊不怕虎,这个感觉还是能做出来的。

  李国杰:那时候没有E-mail,主要是传真机,经常那边要发,把他们的一些想法发过来,发过来我再看,非常频繁的通过传真来联系,一天干15个小时左右,他们把它叫做"洋五七干校",实际上跟农村插队差不多,一样艰苦。很多人以为美国生活很好,实际上他们生活也是很艰苦的。

 经过11个月的前后方联合攻关,1993年5月,曙光一号终于研制成功,运算速度达每秒6.4亿次,达到当时世界先进水平。科技界给予曙光一号高度评价:认为它的意义不亚于卫星上天。两年之后,李国杰率领他的团队又成功地研制出中国第一台大规模并行计算机系统---"曙光1000",这使得我国成为少数几个有能力研造大规模并行计算机的国家之一。然而,品尝到成功的喜悦之后,李国杰又面临新的难题,如何让曙光机占领中国市场,实现民族品牌的产业化,当时已当选中国工程院院士的李国杰决定亲自带领研制队伍去推销自己造的机器。

  李国杰:但当时的情况下,我们也试图把曙光这个产品交给别的人去做产业化,也跟联想都联系。但是它不是个普通的一个微机什么的简单东西,交不出去,就是没人接,如果我们自己不去做的话,等于是没人去推这个事情。

  中科院计算技术研究所副所长、曙光系列高性能计算机主要研制者 樊建平:

  说难听点,接了什么客户之后,你院士也得要去跟人家叩头,一开始这个脸皮下不来的,但是做了一段时间就好了。

  中科院计算技术研究所系统结构研究部主任、曙光系列高性能计算机主要研制者 孙凝晖:

  他的压力非常大,因为他既要做出来,又要卖得掉,同时还要自己去做管理和经营,你想一个人哪能够同时干三件事,而且同时都是很擅长干三件事,三件事都挺难的,就很少有这样的人。

  从1996年至2004年,李国杰又相继主持和领导研制了 "曙光2000"、"曙光3000"、 "曙光4000"高性能计算机。2004年6月,"曙光4000A"研制成功,运算速度达每秒11.2万亿次,成为国内计算能力最强的高性能计算机,并跻身全球高能性计算机500强的前10名。使得中国超越欧洲成为美、日以外第三个能研制十万亿次高性能计算机的国家。

  李国杰:所以中国一旦进入前十名以后,在美国引起很大的轰动,虽然不像苏联发射卫星那么大,但在高新计算机这个领域,可是美国引起很大振动。所以美国那些(研究机构),给政府写报告的时候,都是举这个例子,说中国人已经赶上来了。

现在,曙光高性能系列计算机已经广泛应用于国家信息关防、石油物探、航天测控、教育科研等各个领域,彻底打破了国外品牌在中国市场一统天下的局面。看到曙光产业的良性发展,2000年,李国杰决定辞去曙光公司总裁职位,专心科研工作,他被任命为中科院计算所所长,这时他又有了新的目标,那就是研制中国自己的高性能通用CPU。CPU是计算机中央处理器的英文缩写,它是信息产品的"大脑",被喻为现代信息技术的灵魂。由于西方国家的技术封锁,中国在这个领域已经落后国外20年,当时基本上还是一片空白。每年国家需要花费巨额外汇进口CPU。

  李国杰:2000年以后到现在2005年,这中间几年来看,每年进口的芯片都高达接近大概七、八百亿美金,甚至上千亿美金。七、八百亿美金比汽车进口的,比石油进口的加起来还多,成为我们国家第一大进口的开销了,就是外汇的开销了。所以这个事情,就是不是个小问题了,就变成整个国家源头那部分。产品技术全都从国外过来的,万一有什么闪失,说国际上其中有什么变化,国外说对某些方面,不给你运进来,那整个下面全断了,所以这里边它是对国家一个经济命脉方面的事情。

  然而,又像当初研制曙光计算机面临的情形一样,很多人认为研制中国自己的CPU几乎是不可能完成的任务。有人说IT巨头英特尔公司每年芯片研制投入达35亿美元,中国参与竞争代价太高,可能花了很多钱做出来的中国芯片还是一个落后产品。

  李国杰:有很多人总是把美国的今天,看成中国的明天,美国几年前怎么搞的,中国也怎么搞,美国投了多少钱,我们也投多少钱,一般的人是这么个思路。由于我们没钱,所以我们现在做不了。我觉得如果按照这个思路,有很多事情我们是做不成的,我们没那么多钱。但是呢,怎么样能发现少花钱,但是也能办成新的路,这里面就要看。就是你做的人的那种,就是有没有那种能动性是不是完全照别人的思路去做了。你找一个英特尔芯片以前做的东西,做得跟它一模一样的,几乎是肯定会失败的,我们就没仿,我们一开始就要正向做,正向做就是凭自己的知识,来做一个芯片,做完以后再来做物理设计。

  仅仅两年时间,仅仅花费1000万元经费,李国杰率领一群平均年龄不到30岁的年轻人又创造出了一项新的中国奇迹。2002年9月,中国第一款高性能通用CPU龙芯一号研制成功,中国的计算机从此有了一颗属于自己的中国芯,中国人在信息领域核心技术受制于人的时代永远成为了历史。

  李国杰:龙芯的成功,首先一个就解决很多关键部门的安全问题,因为现在服务器里边,大量带有病毒,有很多不放心的地方。现在你都可以放心了,这是一个很大的问题。现在我们不能下很多结论,说现在国外的芯片上,真正有什么后门程序,一旦发生战争以后,别人把你引爆破坏你的系统,我们不能说有,也不能说无,系统里面的东西很难查,太复杂了,里面怎么分析得清楚,但是如果说,你自己用自己芯片做,你就心里就比较踏实了。

  解说:随后几年,李国杰又率领龙芯研制团队不断超越自我,相继推出龙芯2号和多个增强型芯片,每年性能提高3倍,2006年9月,龙芯2号E型 CPU又通过鉴定,这是一款目前世界上除美日两国产品以外最高水平的通用CPU,性能达到奔腾4的水平,而功耗不到奔腾4的十分之一,大大缩短了中国在信息领域核心技术上与国外的差距。回首20年在计算机领域的拼搏之路,李国杰院士最大的感触就是:要有自己的创新,不能被困难吓倒。

  李国杰:事非经过不知难,但是做完这个芯片以后,也有另外一个体会,就是事非经过不知易。就说有些事情也是被人夸大了,就搞得你不敢碰它,做完了以后发现也没有想象的那么难。就好像红军长征时,"万山千水只等闲",你把它看太难也不行,看得太容易更不行,要有个坚定的一个信念,如果认定了这个方向是对的,你得坚持走下去,得有一股韧劲。

责编:魏宇

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