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“天河一號”“天河二號”副總設(shè)計(jì)師肖立權(quán)：自主創(chuàng)新鑄就超算“中國速度”

光明日報(bào)記者 劉小兵 光明日報(bào)通訊員 劉于藍(lán)

仲夏時(shí)節(jié)，國防科技大學(xué)的“天河”大樓里，機(jī)房內(nèi)長達(dá)數(shù)十米的機(jī)箱整齊排列著，指示燈明暗交錯(cuò)，發(fā)出高速運(yùn)轉(zhuǎn)的低沉“嗡嗡”聲。這就是我國六度稱雄全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單，讓“中國速度”震驚世界的“天河二號”。此時(shí)，作為“天河二號”副總設(shè)計(jì)師的肖立權(quán)正如片刻不停閃爍的指示燈，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)新一代高性能計(jì)算機(jī)，向新的“中國速度”發(fā)起沖鋒。

“走別人沒有走過的路”

1997年，博士畢業(yè)留校后的肖立權(quán)成為國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所的一名科研人員。從那時(shí)起，他就與巨型機(jī)一起成長，參與了“銀河”“天河”高性能計(jì)算機(jī)多代機(jī)型的研制過程，從一個(gè)普通的科研人員一步步成長為今天國防科技大學(xué)超級計(jì)算機(jī)團(tuán)隊(duì)的核心骨干。

“走別人沒有走過的路，太難!但我喜歡挑戰(zhàn)!”這是肖立權(quán)時(shí)常掛在嘴邊的一句話。20世紀(jì)末，大規(guī)模計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常采用的電互聯(lián)技術(shù)傳輸速率低且易受干擾，成為我國研制千萬億次級超級計(jì)算機(jī)路上的一塊“絆腳石”。如何搬開這塊“絆腳石”?用光互聯(lián)替代電互聯(lián)好像是唯一的最優(yōu)解。研究所將這一任務(wù)交給了肖立權(quán)。2003年，受領(lǐng)任務(wù)后的肖立權(quán)立即將科研準(zhǔn)星瞄向了該技術(shù)難題。然而，按照自己思路做出來的系統(tǒng)根本跑不起來。解決思路一次次提出，但又一次次被推翻。某一天，正在做實(shí)驗(yàn)的肖立權(quán)突然冒出一個(gè)想法：“是不是數(shù)據(jù)傳輸有問題?”靈光乍現(xiàn)，他找到了解決問題的“鑰匙”，隨即逆向思維反推，最終找到癥結(jié)所在。

這一刻，我國光互聯(lián)技術(shù)在大規(guī)模計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到有效驗(yàn)證，為后續(xù)該技術(shù)在超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此后，肖立權(quán)馬不停蹄，瞄準(zhǔn)這一技術(shù)領(lǐng)域，拿下了一只又一只“攔路虎”，解決了光互聯(lián)替代電互聯(lián)的系列技術(shù)難題，成功研制出我國首臺采用光互聯(lián)技術(shù)的并行計(jì)算機(jī)互聯(lián)通信系統(tǒng)。

2010年11月，“天河一號”憑借優(yōu)異性能登上世界超算500強(qiáng)榜首，中國超算首次問鼎世界超算桂冠，五星紅旗飄揚(yáng)于世界之巔;2013年6月，“天河二號”輕松摘奪世界超算500強(qiáng)桂冠，我國超級計(jì)算機(jī)研制達(dá)到世界領(lǐng)先水平……2015年11月，“天河二號”六次問鼎世界超算500強(qiáng)，“中國速度”繼續(xù)領(lǐng)跑世界。

“只有掌握自主核心關(guān)鍵技術(shù)，才能在國際上掌握發(fā)言權(quán)”

作為“天河一號”“天河二號”的副總設(shè)計(jì)師，這些耀眼成績的背后，是肖立權(quán)瞄準(zhǔn)世界高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)前沿，不懈探索創(chuàng)新的豐碩成果。高速互連通信是決定大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)用效率的關(guān)鍵，美國對中國嚴(yán)格封鎖高速互連技術(shù)轉(zhuǎn)讓。當(dāng)時(shí)，“天河一號”在國內(nèi)首次創(chuàng)新性地采用了“CPU+GPU”異構(gòu)融合體系架構(gòu)，其內(nèi)部數(shù)萬個(gè)CPU和GPU需要通過互聯(lián)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交換，難度可想而知，組織并全面負(fù)責(zé)互聯(lián)通信系統(tǒng)自主設(shè)計(jì)研制任務(wù)的肖立權(quán)經(jīng)常鉚在試驗(yàn)一線，從原理驗(yàn)證到工程實(shí)踐，一個(gè)環(huán)節(jié)都不放過。團(tuán)隊(duì)在他的帶領(lǐng)下，開展關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)攻關(guān)，成功將“天河一號”送上世界超算第一的寶座。

短暫的喜悅過后，肖立權(quán)又開始了緊張的工作，在原有基礎(chǔ)上，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了10個(gè)月的“封閉攻關(guān)”，“天河二號”高速互連通信系統(tǒng)性能得到提升，是當(dāng)時(shí)國際商用互聯(lián)系統(tǒng)的兩倍。它可以把上萬顆微處理器聯(lián)系起來，共同解決同一個(gè)計(jì)算問題，解決了高效互聯(lián)中“微處理器越多效能越低”的世界難題。

一臺超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)好比一個(gè)大城市，互聯(lián)通信系統(tǒng)就是城市的公路網(wǎng)，路由器就是立交橋，網(wǎng)絡(luò)接口就是主干道出入口。肖立權(quán)帶領(lǐng)項(xiàng)目組在校外進(jìn)行了長達(dá)一年的封閉設(shè)計(jì)工作，自主研制出互聯(lián)通信系統(tǒng)最核心的兩塊芯片：路由器和網(wǎng)絡(luò)接口。依靠自主創(chuàng)新，掌握了屬于自己的核心關(guān)鍵技術(shù)。這是“天河二號”在發(fā)展迅猛、競爭激烈的世界超算領(lǐng)域長時(shí)間保持領(lǐng)先地位的主要原因。“我們參加世界排名并不僅僅是為了第一。世界超算500強(qiáng)榜單其實(shí)是一個(gè)交流平臺，只有在國際上有了聲譽(yù)，別人才愿意和我們交流。”肖立權(quán)深知，只有自立自強(qiáng)，掌握自主核心關(guān)鍵技術(shù)，才能在國際上掌握發(fā)言權(quán)，讓世界聽到來自中國的聲音，讓中國更好地了解國際前沿發(fā)展趨勢。

眼下的這個(gè)暑假對肖立權(quán)和團(tuán)隊(duì)來說，等于不存在。他正忙著帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)全力投入新一代高性能計(jì)算機(jī)的研制攻關(guān)中，他的目標(biāo)是摘取“超級計(jì)算機(jī)的下一頂皇冠”。

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