領(lǐng)跑世界的指揮員記“天河一號”“

　　領(lǐng)跑世界的指揮員

　　記“天河一號”“天河二號”副總設(shè)計師肖立權(quán)

　　仲夏時節(jié)，湘江之畔的國防科技大學(xué)已進入暑期。校園里人影稀疏，不復(fù)往日熱鬧。

　　矗立在東北方向的天河大樓里，機房內(nèi)長達數(shù)十米的機箱整齊排列著，指示燈明暗交錯，高速運轉(zhuǎn)的機箱發(fā)出低沉的嗡嗡聲。這就是我國六度稱雄全球超級計算機500強榜單，讓中國速度震驚世界的“天河二號”。

　　此時，“天河二號”副總設(shè)計師、國防科技大學(xué)計算機學(xué)院計算機研究所所長肖立權(quán)，正帶領(lǐng)著團隊攻關(guān)新一代高性能計算機。正是他們，吹響了向新的中國速度發(fā)起沖鋒的集結(jié)號。

　　無懼挑戰(zhàn)解決技術(shù)難題

　　1997年，肖立權(quán)博士畢業(yè)留校后，成為國防科技大學(xué)計算機學(xué)院計算機研究所的一名科研人員。從那時起，他就與巨型機一起成長，參與了“銀河”“天河”高性能計算機多代機型的研制，從一名普通的科研人員，一步步成長為今天國防科技大學(xué)超級計算機團隊的核心骨干。

　　“走別人沒走過的路太難，但我喜歡挑戰(zhàn)。”這是肖立權(quán)在接受采訪時常掛在嘴邊的一句話。

　　上個世紀末，大規(guī)模計算機系統(tǒng)中通常采用的電互聯(lián)技術(shù)傳輸速率低，且易受干擾，極大影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，成為我國研制千萬億次級超級計算機路上的一塊絆腳石。

　　如何搬開這塊絆腳石？用光互聯(lián)替代電互聯(lián)是最優(yōu)解，于是，研究所將這一任務(wù)交給了肖立權(quán)。

　　這是一條別人沒有走過的路，注定充滿了荊棘和坎坷。

　　2003年受領(lǐng)任務(wù)后，肖立權(quán)立即將科研準星瞄向了這一技術(shù)難題。然而，按照自己思路做出來的系統(tǒng)根本跑不起來。

　　哪里出了問題？

　　那個夏天，肖立權(quán)滿腦子都在問為什么。就連午休閉上眼睛，他腦海里都是屏幕上滾動的實驗數(shù)據(jù)。

　　“沒法睡，去實驗室。”肖立權(quán)翻身而起，穿好衣服就往實驗室跑。

　　架起示波器、邏輯分析儀，他全神貫注地觀察著，生怕一眨眼就錯過了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

　　解決的思路一次次提出，卻又一次次被推翻。

　　某天，正在做實驗的肖立權(quán)突然冒出一個想法：是不是數(shù)據(jù)傳輸有問題？靈光乍現(xiàn)后，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)模計算機系統(tǒng)中得到有效驗證，為后續(xù)這一技術(shù)在超級計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

　　此后，肖立權(quán)馬不停蹄，瞄準這一技術(shù)領(lǐng)域，拿下了一個又一個攔路虎，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)的并行計算機互聯(lián)通信系統(tǒng)。傳輸速率從原有的400Mbps一路飆升為10Gbps,實現(xiàn)數(shù)量級飛躍。

　　艱難闖關(guān)問鼎世界桂冠

　　2010年11月，“天河一號”憑借優(yōu)異性能登上世界超級計算機500強榜首，中國超級計算機首次問鼎世界桂冠，五星紅旗飄揚世界之巔。

　　2013年6月，“天河二號”以峰值運算速度每秒5.49億億次，持續(xù)計算速度每秒3.39億億次，輕松摘得世界超級計算機500強桂冠，我國超級計算機研制達到世界領(lǐng)先水平。習(xí)近平主席專門對“天河二號”研制成功作出重要批示。

　　2013年11月，“天河二號”蟬聯(lián)世界超級計算機500強榜首；

　　2015年11月，“天河二號”六次問鼎世界超級計算機500強，中國速度繼續(xù)領(lǐng)跑世界。

　　作為“天河一號”“天河二號”的副總設(shè)計師，這些耀眼成績的背后，是肖立權(quán)瞄準世界高性能計算機技術(shù)前沿，不懈探索創(chuàng)新的豐碩成果。

　　高速互聯(lián)通信是決定大規(guī)模并行計算機系統(tǒng)實用效率的關(guān)鍵，美國對中國嚴格封鎖高速互聯(lián)技術(shù)轉(zhuǎn)讓。當時，“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CPU和GPU需要通過互聯(lián)通信系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換，難度可想而知，組織并全面負責(zé)互聯(lián)通信系統(tǒng)自主設(shè)計研制任務(wù)的肖立權(quán)倍感壓力。

　　寒來暑往，他不僅協(xié)助制定系統(tǒng)的總體技術(shù)方案、技術(shù)路線和設(shè)計指導(dǎo)原則，而且經(jīng)常泡在試驗一線，從原理驗證到工程實踐，一個環(huán)節(jié)都不放過。團隊在他的帶領(lǐng)下，開展關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)攻關(guān)，迅速打響了一場沒有硝煙的戰(zhàn)斗，成功將“天河一號”送上世界超級計算機第一的寶座。

　　在大家眼里，肖立權(quán)是名副其實的拼命三郎。可用他自己的話說，和地下銀河團隊那些為了銀河事業(yè)而犧牲奉獻的先輩先烈相比，這算不了什么。

　　自主創(chuàng)新攻克世界難題

　　短暫的喜悅過后，肖立權(quán)又開始了緊張的工作，他早已將目標瞄準了運算速度更快的億億次超級計算機系統(tǒng)——“天河二號”。

　　在原有基礎(chǔ)上，他帶領(lǐng)團隊進行封閉攻關(guān)，“天河二號”高速互聯(lián)通信系統(tǒng)性能得到提升，是當時國際商用互聯(lián)系統(tǒng)的兩倍。它可以把上萬顆微處理器聯(lián)系起來，共同解決同一個計算問題，解決了高效互聯(lián)中微處理器越多效能越低的世界難題。

　　研制“天河二號”期間，由于時間緊任務(wù)重，在接近1000天的研制周期中，肖立權(quán)只在兩個春節(jié)各休息了3天。

　　對于肖立權(quán)來說，這就是他的戰(zhàn)場，他既要當項目指揮者，又要做一線戰(zhàn)斗員。

　　攻關(guān)關(guān)鍵期，肖立權(quán)帶領(lǐng)所在團隊采取三班倒方式夜以繼日進行奮戰(zhàn)，自己每天連續(xù)工作十幾個小時以上，身體屢亮黃燈卻無暇顧及。

　　在這條自主創(chuàng)新的道路上，肖立權(quán)帶領(lǐng)項目組在校外進行了長達一年的封閉設(shè)計工作，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。

　　一臺超級計算機系統(tǒng)好比一個大城市，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。一個城市公路網(wǎng)市政設(shè)施建設(shè)得再好，立交橋和主干道出入口不設(shè)計好，城市交通依然擁擠不堪。

　　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、競爭激烈的世界超級計算機領(lǐng)域長時間保持領(lǐng)先地位的主要原因。

　　正如國際TOP500主要撰稿人杰克·唐加拉所說：“中國自主研發(fā)了內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)，這是買不來的，這是他們基于芯片、路由器及自主生產(chǎn)的交換器開發(fā)出來的。”

　　“我們參加世界排名并不僅僅是為了第一。世界超算500強榜單其實是一個交流平臺，只有在國際上有了聲譽，別人才愿意和我們交流。”肖立權(quán)深知，只有自立自強，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，讓中國更好的了解國際前沿發(fā)展趨勢。

　　作為計算機研究所領(lǐng)導(dǎo)，肖立權(quán)始終把人才培養(yǎng)作為科學(xué)研究的重中之重。在所內(nèi)實施青年骨干培養(yǎng)計劃，制定優(yōu)秀人才個性化培養(yǎng)方案，讓10多名年輕博士擔(dān)任分系統(tǒng)設(shè)計師，組織一線骨干留學(xué)考察。

　　目前，這個所入選國家和軍隊人才培養(yǎng)工程對象等高獎項的有38人次，平均年齡不到40歲。

　　擔(dān)任博士生導(dǎo)師和碩士生導(dǎo)師以來，肖立權(quán)累計指導(dǎo)博士生8名，碩士生15名。根據(jù)學(xué)生不同興趣和愛好，在高性能計算機體系結(jié)構(gòu)、高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光互聯(lián)與交換、深亞微米ASIC設(shè)計等方面，他以自身積累的深厚理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生廣泛參與工程實踐活動，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和科研攻關(guān)能力。

　　眼下的這個暑假，對肖立權(quán)來說并不存在，他正忙著帶領(lǐng)團隊全力投入到新一代高性能計算機的研制攻關(guān)中。

　　肖立權(quán)的目標，是摘取超級計算機的下一頂皇冠。

　　□　本報記者 　　廉穎婷

　　□　本報通訊員 劉于藍