“天河一号”自主创新之路：一点一滴超越对手
“天河一号”：中国计算机研制的里程碑
目前世界上最快计算机 的 １０ ０ ０倍。 科学 家 的理 由是 ， 一些 重大 的科 学研究 ， 例如气 候预 ｝ ｇ 灾 害性 天气预报 以及 飞行器 的空气动 力学 Ｅｎ 计算等 ， 都需要这个量级 的计算 。 而迫切的现实需要 ，
域 已经对千万亿 次甚至更高性 能的计算机提 出 了现 实需求。 因为在现代科学发展 中， 计算 已经成为与理 论和实验并行的第三 大引擎。 作为我国高技术研发计 划 的一个重大项 目—— “ 天河一号 ”是在中 国国防科 ， 技大学 “ 银河” 系列超级计算机 的基础上 ， 仅用一年 多 时间便研制完成 的。
的外形设计过去一个 型号 要在风洞做 ３ 的实验 ， 年 现
算研 制中 ， 峰值 速度 其实只 是性 能的一个 方面 ， 可靠 性、 易用性 、 互联通信 、 能耗 等 问题将更加突 出。百万
万亿次计算机 的功耗将 为几十兆瓦甚至几百兆 瓦 ， 如
在运用超级计 算机后 ， 设计周期缩短 到 了 ６个月。金
．世 ， 口 必将加 速 中 国科技 水 平 的整体 提 升 ， 中国早一 天成 为科 技 大 国创造 了条件 。 ］ 为
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中国计算机研制的里程碑
文 ｌ 光 陆 苏
超级计 算机又称高性能计算机 、巨型计算机 ， 是 世界公认的高新技术 制高点和 ２ 世纪最重要 的科学 １
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算机将部 署在 天津滨海新区 ， 向国内外用户提供高 面
性能计 算服 务 ， 向全社会开放 。最可喜 的是直接参与 “ 天河一号 ” 发的科技人 员有 ２ ０多人 ， 均年龄仅 研 ０ 平 为３岁， ６ 中国计算机研 发队伍的年 轻化 ， 可见一斑。
浪遏飞舟,笑傲天河
浪遏飞舟，笑傲天河——“天河一号”千万亿次计算机总设计师杨学军张利生张羽嘉宾“天河一号”总设计师、国防科技大学副校长杨学军“天河一号”工程办主任李楠“天河一号”副总设计师卢凯“天河一号”编译系统主任设计师杨灿群“天河一号”计算阵列主任设计师蒋句平他年轻有为，31岁身担重任，成为中国巨型计算机的总设计师。
他知难而上，面对国外的重重封锁，锻造独特的中国科技理念，令业界震惊。
从百万亿次飞跃到千万亿次，他为计算机插上了飞翔的翅膀。
2009年11月18日，由中国自主研发的“天河一号”超级计算机，在国际超级计算大会上，凭着每秒钟超千万亿次的运算峰值速度脱颖而出，获得了亚洲第一的证书，排名位居世界第五，中国从此成为除美国之外第二个有能力研制千万亿次计算机的国家。
超级计算大会，也被称为超级计算机领域的奥运会。
超级计算大会所公布的结果，是以国际TOP500组织的排名榜为依据的。
国际TOP500组织是全世界最具权威的超级计算机排名机构。
“天河一号”计算一天时间，就相当于我们一台双核的个人电脑要计算160年时间。
目前全世界Top500里面，前10名里面，只有一台中国“天河一号”是这个非美国的产品，其他的9台都是美国人的产品。
虽然“天河一号”的研制成功令国内外同行们感到震惊，但作为总设计师的杨学军，平日里却是一个非常低调的人，尽管他31岁就担任了银河-III的总设计师，46岁就担任国防科技大学的副校长。
此人要想办法留下来1983年，我国政府开始实行改革开放的政策。
为了适应经济发展的需要，当年国防科技大学研制成功了中国第一台每秒运行亿次的银河-I巨型计算机。
也就在这一年，准备填报研究生志愿的杨学军，在南京通信工程学院里，得知了这个消息。
杨学军非常向往能从事高性能计算机这样的科学研究的事业，于是报考了国防科技大学研究生。
杨学军从小学开始，数学成绩一直就非常好，这与他的母亲不无关系，杨学军的母亲是山东省武城县中学的一位数学老师，而且她在1991年曾被评为全国优秀教师。
“天河一号”：自主创新跃居世界榜首
“天河一号”：自主创新跃居世界榜首——来自国防科学技术大学计算机学院的自主创新报告□ 王握文陈明当地时间11月16日下午，美国新奥尔良市。
在超级计算机2010国际会议上，国际超级计算机TOP500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排行榜，国防科学技术大学研制的“天河一号”超级计算机，以峰值速度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能一举夺得世界冠军。
中国，这个有着“算盘王国”之称的国度，因为“天河一号”神奇的运算速度，首次站到了国际超级计算机世界之巅。
这是我国在世界高技术领域取得的一个标志性重大突破，它标志着中国自主研制超级计算机综合技术水平进入世界领先行列。
从“零”的突破到跃居世界第一：自主创新攀登世界科技高峰当国家超级计算天津中心主任刘光明研究员从美国田纳西大学杰克·唐加拉教授手中接过世界第一证书时，现场的记者将镜头一齐对准他，记录下了这一历史性时刻。
历史性的突破来之不易。
这一刻的荣耀，该校科研人员在高性能计算领域整整为之奋斗了32年。
1983年11月，我国首台命名为“银河”的亿次巨型计算机在国防科学技术大学研制成功，中国从此成为继美、日之后，能独立设计和制造巨型机的国家。
此后，他们依靠自主创新，相继研制出“银河—Ⅱ”、“银河—III”等一系列巨型机，一步步将我国高性能计算机研制技术推向国际前沿。
2007年盛夏，第34届“国际计算机体系结构年会”在大洋彼岸的美国圣地亚哥召开，“天河一号”总设计师杨学军教授当时的一篇题为《64位流处理器体系结构研究》的论文，引起与会者的高度关注，他们从中看到了突破更高性能计算机的希望——采用“异构协同计算技术”来设计千万亿次超级计算机系统。
去年9月，“天河一号”一期系统——我国首台千万亿次超级计算机系统研制成功，令国际高性能计算同行专家感到震惊。
美国斯坦福大学计算机系主任比尔·戴利教授说：“中国的天河计算机采取的CPU与GPU融合的结构，代表了未来高性能计算机的发展趋势。
“天河一号”：中国速度的巨大跨越
“天河一号”：中国速度的巨大跨越
王玉山; 白瑞雪
【期刊名称】《《科学之友：A版》》
【年(卷),期】2009(000)012
【摘要】2009年10月29日，随着首台国产千万亿次超级计算机系统“天河一号”在国防科学技术大学研制成功，我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家。
【总页数】1页(P40)
【作者】王玉山; 白瑞雪
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP338.4
【相关文献】
1.自主创新迈出"中国速度"——我国成功研制千万亿次超级计算机"天河一号" [J], 雷蕾
2.跟踪报道:“天河一号”亮相“十一五”国家重大科技成就展超级计算机创造中国速度 [J], 黄莹;
3.“天河一号”：中国的世界速度 [J], 朱小谦
4.“天河一号”：中国的世界速度 [J], 朱小谦
5.“天河一号”:全球最快超级计算机中国“速度”震惊中外 [J],
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我国自主研制的千万亿次超级计算机“天河一号”横空出世
据介绍 ，天河一号 ”采用 了多阵 “
列可配置协 同并行体 系结 构等 ７项关
键创 新技 术 ， 有高 性能 、 能效 、 具 高 高 安全和 易使用 等显著特点 ，综 合技术 水平进入世界前列。
的微 机需要计算 １０年 。就 共享存储 ６
总容 量而言 ，天河一号 ”的存储量相 “ 当于 ４个藏 书量 为 ２０ ７０万册 的 国家
科 学 ２４ 小 日 寸
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在湖南长沙亮相 。我 国成 为继 美国之 后界上第二个研制成 功千万亿次超
生 ，是我 国战略 高技 术和大型基础科 技 装备研 制领域取得 的一项重大创新 成 果 ，实现 了我 国 自主研 制超级计算
机 能力 从 百万 亿 次到 千 万 亿 次 的跨
级计算机 的国家。超 级计 算机又称 高 性能计算机、 巨型计 算机 ， 是世界公认 的 高新技术 制 高点和 ２ 世 纪最 重 要 １ 的科 学领域之一。 ２０ ０ ８年 ９月下 线 的 我 国第 一 台 超 百 万 亿 次 的 超 级 计 算 机 “ 光 曙 ５０ Ａ” ０ ０ ，运算峰值速度 为每秒 ２０万 ３
亿次。 一年后 ， 随着 “ 天河一号 ” 的研制
越 。超 级计算机是世界 高新技术领域
的战略制高点 ，是体现科 技竞争力和
综合 国力 的重要标 志 ，世界各国均将
其 视 为 国 家科 技 创 新 的 重 要基 础 设
施， 投入 巨资进 行研 制开发。 国防科 大
计 算 机学 院 承 担 了 国家 “６ 划 ” ８３计
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千万 亿次高效能计算机 系统 的研
成功 ，我国高性能计 算机 的峰值性 能 ‘
提升到 了每秒 １０ ２ ６万亿 次。 这个数
中国成功研制千万亿次超级计算机“天河一号”
中国成功研制千万亿次超级计算机“天河一号”中广网2010-01-11 09:57/gundong/201001/t20100111_505876093.html这是“天河一号”千万亿次超级计算机系统。
这是科研人员在对“天河一号”超级计算机进行系统性能测试。
10月29日，国防科技大学成功研制出的峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机在湖南长沙亮相。
我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。
这是“天河一号”千万亿次超级计算机系统。
新华社发（何书远摄）视频：超级计算机“天河一号”研制成功独家采访：国防科技大学校长张育林新华时评：中国自主创新能力的新跨越新华网长沙10月29日电（记者白瑞雪、喻菲、王玉山）随着第一台国产千万亿次超级计算机29日在湖南长沙亮相，作为算盘这一古老计算器的发明者，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。
中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生之际，计算机专家对这台全方位的结构、特点与功能进行了全方位解读。
·峰值性能1206万亿次是质的飞跃七大技术四大特点打造“中国第一”公共服务设施承载三大功能超级计算机会代替人脑吗？中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”究竟有多“超级”？以下是一组相关数字。
超级计算机似乎只和科学研究联系在一起。
但事实上，在和大众生活息息相关的各个领域，我们都可以看到超级计算机的身影。
每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
今天全国高性能计算学术会议在长沙召开，大会披露了登顶中国高性能计算机TOP100的“天河一号”超级计算机系统。
这套系统采用了采用了混合异构的环境，主计算系统为Intel 至强5500，采用了ATI的GPU，CPU和GPU数目分别为6144和5120，内存总容量98TB，点点通信带宽40Gbps，共享磁盘总容量为1PB。
天河一号
北京独立军事观察家认为，中国成功研制出“天河-1A”世界上最快的超级计算器，标志着中国的超级计算 器综合技术水准进入世界领先行列，为中国高科技计划的实施提供了一个更为广阔的平台，在军事和国防上也具 有现实的用途和战略功能。
天河一号
超级计算机
01 基本介绍
03 应用配置
目录
02 性能排名 04 系统芯片
05 研发历程
07 媒体评论
目录
06 科研意义 08 实践运用
“天河一号”是中国首台千兆次超级计算机。“天河一号”超级计算机从2008年开始研制，按两期工程实施： 一期系统（TH-1）于2009年9月研制成功；二期系统（TH-1A）于2010年8月在国家超级计算天津中心升级完成。 2010年11月14日，国际TOP500组织在站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千兆次超级计算 机系统“天河一号”排名全球第一。其后2011年才被日本超级计算机“京”超越。2012年6月18日，国际超级电 脑组织公布的全球超级电脑500强名单中，“天河一号”排名全球第五。（一兆等于一万亿）
用于天河一号的图形芯片是高端卡，每卡售价2500美元，天河一号还使用了逾1.4万颗英特尔中央处理器。
研发历程
国防科技大学是“天河一号”的研制者作为中国高技术研究发展计划（863计划）中的一个重大项目，“天 河一号”的设计始于2008年。
“随着我国经济的发展，环境控制、生物医药等领域已经对千兆次甚至更高性能的计算机提出了现实需求。” 国防科技大学校长张育林说。
申论大国之重器的作文素材
申论大国之重器的作文素材素材1：中国的超级计算机中国拥有世界上最强大的超级计算机——天河系列，这是中国在信息技术领域取得的重要突破。
天河一号在2010年超越美国成为世界第一，而后续的天河二号、天河三号也均名列全球前茅。
这些超级计算机的强大计算能力，不仅在科学研究、天气预报等领域有很大应用，还在国家安全、金融、医学等方面发挥着重要作用。
素材2：美国的无人机技术美国在无人机领域拥有强大的技术实力。
无人机如今已不仅仅用于战争，还在农业、拍摄、搜救等领域发挥着越来越重要的作用。
美国的“神风”、“鬼影”等无人机，既能实现高空侦查和远程打击，又能执行低空任务和密集地形挑战，成为了其全球军事部署和突袭行动的重要手段。
素材3：俄罗斯的超音速武器俄罗斯的超音速武器技术在全球范围内也具备举足轻重的地位。
如“先锋”高超音速导弹，其速度超过马赫数20以上，拥有超强的机动性和隐身能力，可以在高速超音速状态下突破敌方拦截系统，这将对全球核战略平衡产生重要影响。
俄罗斯还有“雅尔金”高超音速导弹、“伊斯坎德尔”高超音速巡航导弹等，这些重器不仅提升了俄罗斯的国防实力，还彰显了其作为大国的地位。
素材4：日本的高铁技术日本是全球高铁技术的领军国家，其“新干线”成为了国际上最快的列车之一。
新干线列车采用了磁浮和空气动力学技术，可达到每小时约320公里的高速运行。
这一高铁技术不仅提升了日本的交通运输效率，还促进了经济发展，加强了国家间的互联互通。
素材5：德国的机械制造业德国以其强大的机械制造业而闻名于世。
德国的汽车、机械、工程技术等领域一直处于世界领先地位。
德国的汽车制造商如宝马、奔驰和大众，凭借其高品质、高性能的车辆，赢得了全球消费者的青睐。
此外，德国的机械制造业技术先进，产品质量优良，不仅满足国内市场需求，还广泛出口到全球市场。
以上素材可以用于写作申论大国之重器的作文。
在写作过程中，可以选择一个或多个素材进行展开，分析大国之重器对国家发展和全球影响的重要性，进一步论述大国所需要具备的技术实力和创新能力。
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“天河一号”自主创新之路：一点一滴超越对手
2010年11月19日 07:26新华网【大中小】【打印】共有评论101条
新华网天津11月18日电题：登上世界超级计算的“珠穆朗玛”
——追寻“天河一号”的自主创新之路
新华社记者余晓洁、周润健、白瑞雪
30年前，中国的超级计算机用户有一个神秘的“玻璃房”：美国人把一台超级计算机卖给中国，用不透明的玻璃包裹得严严实实，不容中国技术人员入内。
这块中国土地上的“技术飞地”成了中国科学家心中永远的痛。
30年后，国防科大自主研发的中国首台千万亿次计算机“天河一号”以每秒2566万亿次的持续速度，登上了世界超级计算的“珠穆朗玛”，成为世界上最快的超级计算机。
这个速度是前“世界纪录保持者”——美国“美洲虎”的1.45倍。
11月17日，超级计算机“世界第一”的奖章上第一次刻下了中国的名字。
这是几代“天河”人梦圆的时刻，是古老的“算盘王国”崭新传奇的开始。
从奋力追赶到局部引领，关键技术的突破是自主创新的核心
从2008年投入研制到2010年问鼎世界之最，是什么让“天河一号”在短时间内从众多欧美超算“高手”中突出重围？
超级计算机是国家的科技基础设施、人类的“天文望远镜”。
在这样一个国际竞争激烈的高科技制高点，从来没有免费的午餐。
“天河一号”总设计师、国防科大副校长杨学军说。
“通过在高性能计算上长期的技术积累，我们拥有了属于自己的…绝活‟。
”
运用中国人的智慧，科研人员们为“天河一号”独创了通用CPU和GPU结合的体系结构。
这是一条世界上全新的技术路线。
一年过去，因其低能耗、低成本、高集成度等优点，这种体系结构已经成为国际主流。
在最新全球计算机500强排行榜的前10台计算机中，除了“天河一号”，中国的另一台千万亿次机“曙光星云”和位于第4名的日本Tsubame超级计算机也采用了这一结构。
而生产GPU的美国厂商NVIDIA公司也因此成为“明星”。
“在体系结构的路上，中国人在拉着世界往前走。
”中国科学院软件所研究员张云泉说。
关键技术是买不来的——自起步开始，“天河”人就深谙这个道理。
随着国防科大自主研发的“飞腾1000”芯片安装到“天河一号”二期系统上从而部分取代进口芯片，让中国的超级计算机拥有一颗“中国芯”的梦想成真。
自主芯片的成功研制和运用，为“天河”未来的全部国产化奠定了基础。
尽管目前的自主CPU与世界先进水平还有差距，杨学军透露说，国防科大正在研发中的新一代芯片，又有新的技术“绝活”，性能将显著提升。
从自主CPU到让美国专家赞叹不已的互联芯片，从高性能虚拟计算域到软硬一体的低功耗控制，“天河一号”所创造的“中国速度”背后，是一系列领先世界水平的技术进步。
每一项关键技术的突破都是让世界瞩目的亮点，一路走来的每一步都铭记着中国超级计算机发展的坚实足印。
“我们中国人要有志气，虽然不能一下子超过人家，可以一点点地做得更好，最终实现全面超越。
这是个水滴石穿的积累过程。
”“天河一号”工程办公室主任李楠说。
从当年的奋力追赶到今天的局部引领，虽然中国在信息技术领域与西方发达国家仍有差距，世界超级计算机的发展史上，已经留下了“中国设计”的深深烙印。
从白手起家到攀登高峰，具备信心与勇气的人才团队是自主创新的源泉
成功研制出“天河一号”的计算机专家团队由200人组成，骨干工程师平均年龄30多岁，技术带头人也不过40多岁。
“高性能计算机是年轻人的事业，他们思维敏捷、具有创新精神，更有攀登科技高峰的信心和勇气。
”国防科大政委王建伟说。
“文革”刚刚结束，面对西方国家对中国实行的技术封锁政策，被称为“银河之父”的慈云桂教授就带着一帮年轻人开始研制当时只有美国和日本能做的亿次巨型机。
“我们吃在工厂，睡在工厂。
很多人说，…文革‟耽误了10年，现在机会来了，我会拼命地干。
当时的加班费是一个晚上两毛钱，我让大家登记领钱，结果没一个人愿意领。
”曾任“银河一号”工程自动化组组长的李思昆回忆说，“现在的条件虽然好多了，年轻人不怕苦累、艰苦奋斗的精神没有丢，我非常欣慰。
”
“天河”团队的故事平凡而又不平凡：在“闭关”钻研关键技术的半年期间，一位科研人员买给孩子的玩具，几个月后才送回家；一个小伙子做了手术，不能站立也不能坐太久，就跪着干活；新郎突然接到命令出差，新娘只好独自举行婚礼……
路，终于向勇敢、勤奋和不懈努力的人打开。
1983年11月26日，第一台巨型计算机“银河一号”研制成功，我国成为继美、日等少数国家之后，能独立设计和制造巨型机的国家；
2009年，我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”研制成功。
我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家；2010年，“天河一号”问鼎世界超级计算机之最……
从“银河”到“天河”，在这里，可以清晰地看到中国巨型计算机事业前行的脉络。
超算领域近乎残酷的巅峰对决，使得“银河人”每天都在跟时间赛跑。
“…天河‟的成功靠的是研发团队争分夺秒、只争朝夕的超常付出。
”李楠告诉记者，3年来，研发人员没有歇过完整的周末和节假日，每天都是“三班倒”，机房1年365天灯火长明。
去年国庆8天长假，大家只休息了一天，为的是观看国庆阅兵式，为自己鼓劲！
“…天河一号‟的许多新速度都是在凌晨三四点的时候算出来的，大家都会兴奋地打电话相互转告。
”“天河一号”主任设计师卢宇彤说。
如果说数十年的技术积淀和“计算机+多学科”的融合优势是“银河”赋予“天河”的技术财富，“胸怀祖国、团结协作、志在高峰、奋勇拼搏”的“银河精神”就是“天河”团队永远的精神高地。
从“中国制造”到“中国创造”，提升创新能力是自主创新的方向
与西方发达国家相比，应用上的差距是中国超级计算领域的一块“短板”。
“…天河一号‟如果得不到广泛的实际应用，仅仅追求世界第一没有意义。
”李楠说。
目前，“天河一号”已在石油勘探、高端装备研制、生物医药、动漫设计、新能源、新材料、工程设计与仿真分析、气象预报、遥感数据处理、金融风险分析等领域获得了成功应用，先后为20多个用户单位提供了高性能计算服务。
国家超算天津中心副主任朱小谦介绍说，中心目前已与国际生物医药联合研究院、南开大学等生物医药研发单位合作，搭建了生物医药信息处理平台；与中新生态城国家动漫产业综合示范园合作，构建了高速动漫设计平台；面向高端制造业，建立了计算机辅助设计和仿真分析平台。
在中国产业从“中国制造”向“中国创造”转型的道路上，超级计算机是桥梁、是平台。
天津国际生物医药联合研究院是“天河一号”的用户单位之一。
院长助理徐峰向记者介绍说，研发一种新药，平均要耗时10年、花费10亿美元、筛选10 万个化合物，随之而来的还有初期巨额成本的投入。
高性能计算机辅助药物设计和高通量虚拟筛选方法的应用，为化合物活性的评价提供了极大的方便，使通常在普通计算机上需要运行一年的筛选任务缩短到一个星期，提高了新药研发的效率，缩短了周期，降低了成本，并且为新药的发现提出了崭新的思路。
为创新型国家打造科技创新的孵化器，“天河一号”在国家发展的大格局中找到了属于自己的坐标。
天津市社科院教授王来华认为，“天河一号”将大大提升滨海新区乃至环渤海地区高科技服务业水平，为构筑高端化、高质化、高新化产业结构，发展优势支柱产业提供更好支撑。