专家解读中国“天河”芯片遭限售：丢掉幻想创造奇迹

　　 中国计算机学会高专委秘书长、中科院计算所研究员张云泉发表演讲：“中美超级计算的发展态势分析与思考”。李扬超 摄

　　 新华网消息（记者白瑞雪）：“没事不惹事，事来了也不怕事。”“天河二号”主任设计师卢宇彤借用主持人汪涵在湖南卫视节目《我是歌手》中说过的一句话，表达她对美国限售芯片事件的看法。她透露说，“天河二号”的升级目标肯定能实现，时间也在可控范围内。

　　 卢宇彤是在19日举行的中国计算机学会青年计算机科技论坛（CCF YOCSEF）特别论坛上发布上述消息的。这也是美国公布“限售令”以来中国“天河”团队成员首次做出回应。

　　 以“天河”为代表的中国超级计算机事业似乎正在面对一场危机。而出席特别论坛的业界专家几乎没有争议地认为，长远来看，这一事件对我利大于弊。

　　 “中国超算不怕限售”

　　 “没有这次限售事件的话，‘天河二号’拿下6到8个冠军没问题。”中国计算机学会高专委秘书长、中科院计算所研究员张云泉说。

　　 根据计划，位于国家超级计算广州中心的“天河二号”将在2015年内从55P升级到100P以上。P为超级计算机的运算单位，代表每秒千万亿次的计算性能。这意味着，在每半年进行一次排名的全球超级计算机500强排行榜（TOP500）上，已经有了“四连冠”记录的这套中国系统很可能会成为占据冠军宝座时间最长的机器之一。

　　 而现在，由于美国商务部4月初出台的限售措施，这一原本没有悬念的预测变得不再确定。列入限售对象的4家中国机构，包括以“天河”为业务主机的三家超级计算中心和“天河”的研制者国防科大，限售的产品则直指已在“天河二号”上装配近10万颗的英特尔“至强”CPU。

　　 CPU被誉为计算机的“大脑”。面对英特尔难以继续武装“中国大脑”的现实，“天河二号”升级所需的CPU能否以其他外国产品替代？或者，已在“天河”系列计算机上小试牛刀的国产CPU能否独挑大梁？

　　 一片猜测声中，卢宇彤表示，“限售令”的确会给 “天河二号”升级计划带来一定的负面影响，但升级是一项复杂的系统工程，不会将成败完全系于CPU。

　　 “美国有美国的政策，我们也有我们自己的发展计划。”卢宇彤说，“天河”在选择技术路线之初就进行过充分的风险评估，也针对各种情况制定了相应的预案和部署。这一次，当美国的“限售令”引发各方热议之时，“国防科大内部非常平静。”

　　 “‘天河二号’升级到100P的目标肯定会实现。我们已有技术方案，待时机成熟会对外发布。”卢宇彤说，“中国的高性能计算发展会主动应对各种挑战，在未来不太长的时间内迈上一个新台阶。”

　　 作为目前世界上速度最快的超级计算机，“天河二号”的强大计算能力与英特尔CPU的高性能密切相关，也离不开国防科大原创的体系结构、高速互连系统、操作系统、容错技术、节能技术等核心技术。

　　 “天河”无疑是吸收人类共同知识的成果，但无论是在奋力追赶的过去还是局部领先的今天，中国计算机研发者不止一次遭遇“限售”或“禁运”。

　　 1983年，中国第一台真正意义上的超级计算机——每秒钟计算1亿次的“银河-Ⅰ”研制成功后，《光明日报》以具有时代特色的语言发表文章说：“这些年来，有些计算机大国对中国实行封锁政策，凡计算机高级技术、尖端设备一律对中国禁运。当我们提出购买它的百万次级计算机时，他们态度傲慢，提出极为苛刻的条件。现在，‘银河’机沉静的微笑大概可以提醒他们不必如此目中无人了。”

　　 《解放军报》记载了一段上个世纪90年代的往事。“西方国家对我实施禁运，导致我某型战机研制因缺少核心芯片而受阻……在人力物力、技术支撑极度匮乏的条件下，陈书明等人仅用不到两年的时间，研制出我国首款用于战机的芯片，按时实现战机核心芯片的国产化替代，如今这型战机已经成为我空军主力机型翱翔在祖国蓝天。”

　　 “中国超算不怕限售。”张云泉说，“曙光、神威、天河等系统的研发正是在禁运和封锁中不断壮大起来的。实践表明，外国禁运的技术和产品，反倒‘逼’出了中国巨大的决心和潜力。”

　　 “倒逼中国打造自主可控体系”

　　 今天的技术语境下，“不怕”并不是民族主义的情绪化表达。

　　 根据张云泉的评估，“天河”系列超级计算机的国产化率约为70%，部署在济南超算中心的“神威蓝光”则达到85%以上。后者的CPU和系统软件全部自主研发。

　　 同样得到较广泛应用的国产CPU还包括“龙芯”和“飞腾”，其产业化是国家“核高基”重大专项支持的结果。作为与载人航天、探月工程并列的16个重大科技专项之一，这一从2006年延续至2020年的计划期望摆脱我国在核心器件、高端芯片、基础软件领域依赖国外的局面。

　　 但，业界专家们的共识是：进步很大，差距仍在。

　　 据中科院计算所研究员、“龙芯”系列处理器负责人胡伟武介绍，由于编译系统和微结构的差距较大，“龙芯”与国外CPU相比虽然主频只差一倍，用户体验却有数量级的差异。卢宇彤认为，构建“天河二号”服务阵列的“飞腾－1500”达到了“天河一号”时代的英特尔CPU水平，但目前距离国外先进水平还有3到5年的差距。

　　 “核心技术的自主可控是国家战略，也是国防科大一直努力的目标，不会因为美国限售与否而有任何改变。”卢宇彤说。

　　 胡伟武指出，要改变中国IT产业受制于人的局面，光靠其中一两项核心技术或一两个产品的突破是不管用的，必须建立起自主可控的信息产业体系，就象“两弹一星”时代建立起自主可控的工业体系一样。

　　 “说得俗一点，就是要自己当老大，而不是给别人当马仔。”胡伟武说，围绕“龙芯”建立起一个完整的软硬件生态系统而不是在英特尔、微软控制格局下增砖添瓦，需要借助市场和政府双重力量，也需要科技价值观的转变。

　　 论坛执行主席、北京并行科技有限公司CEO陈健表达了相似的观点：“英特尔不仅有市场领先的芯片，同时集中了全世界最优秀的调优工程师和上万名软件工程师，还有众多的软件公司提供全面的系统和应用软件。”胡伟武希望到2020年，基于“龙芯”做软件的能达到10万人。

　　 早在美国公布“限售令”之前，中国计算机学会已向国家相关部门建议制定《反禁运法》——“其他国家对我国禁运的装备、器材、技术及软件等在我国研发成功之后，一定时期不得进口该国的同类产品或对其征收高额关税，以此作为反制措施，保护我国的国家利益、民族产业利益和科技人员的积极性。”

　　 对于“反禁运”是否会因为缺少竞争驱动而固步自封的担心，中国计算机学会秘书长杜子德表示，中国市场内部竞争已经足够激烈，拿本国市场与国外产品博弈，不失为培育产业生态的一种手段。

　　 胡伟武坦诚，“龙芯”是在骂声中长大的。“‘海龙’市场里看不到‘龙芯’，说什么都没用。判断技术是否先进，不是看与美国人跟得紧不紧，而是看跟应用结合得紧不紧。”

　　 由于大型软件缺失等原因，应用至今是中国超算的最短板。虽然限售事件中不少舆论指向“不行”的国产CPU，自主可控的道路远比打破封锁、研发出高性能CPU更为漫长。

　　 核心技术永远买不来。在胡伟武看来，被限售“卡脖子”是件好事，有利于丢掉幻想。“中国人只要丢掉了幻想，什么人间奇迹都可以创造。”

　　 “科学将是最后的赢家”

　　 针对美方称“天河”超级计算机“被用于模拟核爆炸”的说法，中国国家超级计算广州中心16日发表声明说，该中心是一个完全开放、市场化运营的公共平台，怀疑在此开展核爆炸模拟至少是缺乏基本的军事常识。

　　 尽管限售的真正原因必然比借口复杂得多，美国的这一举动显然与中国“天河”接连问鼎直接相关。

　　 超算领域异常激烈的竞争背后是国家综合实力的较量，是国家前瞻性发展规划的逐鹿。如果说当年日本“地球模拟器”的横空出世推动了美国将超级计算机从军用扩展至民用，中国“天河”的稳稳领先则进一步加剧了国际竞争，促使美国、日本、欧洲、印度、韩国等国调整其超级计算发展战略。

　　 2014年4月，张云泉与多名中国超算专家一起赴美，就“中国超算是否已经超过美国”话题与美方展开战略对话。“中美专家共同的研判结果是：中国整体实力特别是应用能力比美国差10年以上。他们放心了。”

　　 仅仅过去一年，美国人的想法似乎又变了，一方面给中国超级计算机升级设置障碍，另一方面加快推进自己的性能跨越，宣布将为3个国家实验室建设超过100P的超级计算机。

　　 “我们没有必要去分析美国究竟怎么想的，只需专心做好自己的本职工作。”卢宇彤说：“这次限售再次证明，超级计算机是各国政府战略布局的重点；无论国际形势如何变化，中国都会坚定不移地发展国产超级计算机系统。”

　　 在提振民族自信心的同时，国产系统也在日益频繁的国际合作中彰显了人类以科学计算向挑战性问题求解的初衷。

　　 基于“天河一号”，国家超级计算天津中心广泛开展与美国、亚太地区和欧盟地区的超级计算中心、高性能计算研究机构之间的技术交流合作。利用“天河二号”，德国慕尼黑工业大学等团队对1992年美国加州兰德斯大地震进行了模拟研究，美国佐治亚理工学院开展抗艾滋病毒药物作用机理研究，均取得重要成果。

　　 CCF YOCSEF举行特别论坛的4月19日是“摩尔定律”诞生50周年纪念日。这一伟大定律所描述的技术发展速度，在今天的世界超算领域呈放缓态势。这样的背景下，中国的“一枝独秀”似乎更为显眼。

　　 “这是一个有趣的变化。许多年来，美国都以拥有世界上最快的超级计算机而骄傲，但现在，中国成为这一荣誉的拥有者。与这个变化本身相比，更重要的是变化背后的努力——中国多年来在计算机产业上的巨大投入。但无论怎样，其结果只会是推动科学的发展，科学将是最后的赢家。”在“天河”首次夺冠的2010年，英国爱丁堡大学并行计算中心主任阿瑟·特鲁说。