“神威1”計算機系統

“神威1”的研製成功使我國巨型計算機研製和套用領域取得的重大成果，峰值運算速度為每秒3840億次，其主要技術指示和性能達到國際先進水平，它標誌著我國繼美國、日本之後，世界上第三個具備研製高性能計算機能力的國家。

基本介紹

• 中文名：神威1”計算機系統
• 運算速度：每秒3840億次
• 時間：2000年7月25日
• 性質：高性能計算機

正式開放

2000年7月25日開始，我國最先進的大規模並行計算機系統---“神威1”正式向社會開放。

性能

中國製造的“神威一號”高性能計算機於1999年8月問世，峰值運行速度為每秒3840億次，在當今全世界已投入商業運行的前500位高性能計算機中排名第48位，能模擬從基因排序到中長期氣象預報等一系列高科技項目的實驗結果。它的成功研製，使我國繼美國、日本之後，具備了研製高性能計算機的能力，中國的科學研究與經濟建設將因此而有了一道神奇的力量。

“神威一號”降生之時，恰逢中國50周年大慶來臨之際，就是利用這台計算機的科研成果，9月30日午夜，中國氣象局的領導向江總書記準確地預告了10月1日的天氣變化。

挾裹國慶建功的驕人戰績，“神威一號”，憑藉自己的不凡身手，向著科學研究和國民經濟建設的主戰場奮勇挺進———

集合數值天氣預報系統，是中國氣象局藉助神威一號開展的一個重要課題。以前，限於技術條件的制約，我們做全球天氣預報只能做一個樣本，就是利用美國進口的700億次計算機也只能做8個樣本，預報7天的天氣。

“神威一號”的問世，使氣象工作者有了高性能計算的手段。在神威機的幫助下，他們成功地做出了10天天氣預報，並正在向做更長期的預報而努力，其精確預報範圍縮小到方圓5公里，形象地說，北京西城颳風、東城下雨，“東邊日出西邊雨”的情景預報已經成為現實。

還記得前不久轟動世界的人類基因組測序計畫提前完成的科學成就嗎？

中國科學家有幸成為這一偉大科學成就與歷史進程的參與者。就在這一計畫順利推進的同時，作為現在測序的補充，中科院生物物理所利用“神威一號”進行了“人類基因電腦克隆系統”的研究。這一歸屬於生物信息學基礎理論課題的研究工作，也是國家自然科學基金資助的重要科研項目。

在神威機上，科學家們成功地運行250多個小時，拼接了全長的基因特徵序列表達式，從中得到了人類上千條cDNA，進而可能得到數百條新基因候選序列；科學家們完成了心臟基因克隆運算，使我國的基因科學研究達到了國際水平，使中國基因研究在人類基因研究中占有了一席之地，從而大大提高了我國的國際競爭力。

正如國家計委高技術司副司長綦成元所說，神威計算機，使我們有能力做成了許多過去想做而無法做的事，極大地提高了我國的科學研究能力。

神威的故事三天三夜也說不完。這裡，我們不妨再記述幾件“神威一號”參與國民經濟建設的趣事。

石油勘探是一件苦差事。聰明的科學家們發明了“地震找油”的方法，大大提高了找油的速度和效率。

所謂地震找油，就是在指定的地區，通過人工放炮，製造地震，然後採用儀器接受地震波，進而分析波動找出石油的一種方法。這當中，有大量的數據需要分析、處理，過去在億次機上要10年才能得出結果，速度慢，時效差。

在神威機的幫助下，石油天然氣公司物探局的科研人員，在遼河油田石油勘探中，開發出了地震成像並行處理系統，實現了大規模地震數據三維成像處理，結果僅用10個小時，就得出了結果。這就大大提高了鑽探成功率，降低了勘探風險。

新藥的研製、開發是國際公認的周期長、耗資大的工程項目。一般的新藥研製起碼要三五年，甚至10年時間。化學試驗、動物試驗、臨床試驗……十分費時費力。

中國科學院上海藥物所的科研人員利用神威機進行新藥———青蒿素的研製。在神威機上模擬化學、動物試驗，模擬藥物在人體內的反應……篩選了20萬個分子，過去要花好幾年時間，現在只花了3個月，大大加快了篩選速度，科學家對加快新藥研製有了信心。

神威機問世一年並成功運行證明中國有能力開發，也能成功地套用高性能計算機。

金怡濂介紹

人物生平

金怡濂，男，漢族，1929年9月出生於天津市，原籍江蘇常州，中共黨員。1951年畢業於清華大學電機系；1956～1958年在蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所進修電子計算機技術；1994年當選為中國工程院首批院士；1994～2000年當選為中國工程院主席團成員和中國工程院信息與電子工程學部主任。現任國家並行計算機工程技術研究中心主任、研究員，中國計算機學會名譽理事。

金怡濂

成就及榮譽

金怡濂是我國高性能計算機領域的著名專家，是我國巨型計算機事業的開拓者之一。半個世紀以來，金怡濂作為主要技術負責人，先後提出多種類型、各個時期居國內領先或國際先進水平的大型、巨型計算機系統的設計思想和技術方案，並組織科技人員共同攻關，取得了一系列創造性的成果，為我國高性能計算機技術的跨越式發展和趕超世界計算機先進水平作出了重要貢獻。

回國奮鬥

1958年，金怡濂從蘇聯歸國，從此，開始了他為之奮鬥的計算機事業。半個多世紀以來，他致力於計算機體系結構、高速信號傳輸和計算機技術等方面的研究與實踐。50年代到60年代末，他作為技術骨幹、運控部分技術負責人，相繼參加了我國第一台大型電子計算機和多種通用機、專用機的研製。70年代初，金怡濂敏銳地認識到雙機並行在性能、可靠性、可用性和可維性上比單機將有較大提高，提出了雙機並行計算設計思想和實現方案。70年代後期，金怡濂與其他科學家一起，主持完成了多機並行計算機系統的研製，取得了我國計算機技術的突破。他運用Markov鏈隨機過程方法，分析主存供數矛盾，提出了混合互連網路方案，解決了多機系統中互逢拓撲結構的難題；運用疊堆原理，分析、解決了小信號高速傳輸問題；提出系統重新組合，運行、維護兩個系統並行互不干擾的思路，提高了機器的可用性。

80年代中期，隨著微處理機晶片迅速發展，金怡濂預見到大規模並行處理計算機將成為國際巨型機發展的主流，提出了基於通用CPU晶片的大規模並行計算機設計思想、實現方案和多種技術相結合的混合網路結構，解決了240個處理機互連的難題，從而研製出運算速度達到當時國內領先水平的並行計算機系統，實現了我國巨型計算機向大規模並行處理方向的發展，我國巨型計算機研製進入與國際同步發展的時代。

90年代，他撰寫了“大規模並行計算機的發展和我們的對策”等專論，倡議抓住機遇，發展大規模並行計算機，使我國趕上世界巨型機技術先進水平。在西方強國對我實行高性能計算機禁運的背景下，金怡濂受命主持研製國家重點工程--“神威”巨型計算機系統，擔任總設計師。他提出了以平面格柵網為基礎的“分布共享存儲器大規模並行結構”的總體方案，提出了網上多種集合操作以無匹配高速信號傳送等技術構想和解決方案，均獲得成功，使我國高性能計算機峰值運算速度從每秒10億次跨越到每秒三千億次以上。江澤民主席為該系統親筆題名“神威”。

發展

“神威”計算機先後安裝在北京高性能計算機套用中心和上海超級計算中心。國家氣象中心利用“神威”計算機精確地完成了極為複雜的中尺度數值天氣預報，在國慶五十周年和澳門回歸等重大活動的氣象保障中發揮了關鍵作用；中科院上海藥物研究所用“神威”計算機作為通用的藥物研究平台，大大縮短了新藥的研製周期。中科院大氣物理研究所用“神威”機進行新一代高解析度全球大氣模式動力框架的並行計算，取得了令人鼓舞的結果。“神威”計算機為氣象氣候、石油物探、生命科學、航空航天、材料工程、環境科學和基礎科學等領域提供了不可缺少的高端計算工具，取得了顯著效益，為我國經濟建設和科學研究發揮了重要的作用。

隨後，金怡濂繼續擔任新一代超級計算機系統的總設計師。他提出以三維格柵網為基礎的可擴展共享存儲體系結構和訊息傳送機制相結合的總體方案，為系統關鍵技術指標進入國際領先行列奠定了基礎；率先將訊息傳遞、全局共享、規模可變的結點共享三種工作模式集於一體，能夠適合不同用戶、不同課題的需要，有利於不同模式的國內外已有程式的移植，擴展了使用範圍；提出具有雙連線埠異構訪問的大規模共享磁碟陣列群的構想，提高了系統效率；針對巨型計算規模龐大、功耗過高等難題，提出循環水冷卻、分散式盤陣、透明的保留恢復、高密度組裝等創新構想。在研製人員的共同努力下，攻克了相關的技術、工藝難關，有效地提高了系統的可靠性，縮小了系統的體積並降低了功耗。

榮譽

金怡濂由於主持研製了系列巨型計算機，為我國在世界高性能計算機領域中占有一席之地作出了重要貢獻，他先後多次獲得國家和部委科技進步獎，其中，一次獲全國科學大會獎、兩次獲國家科技進步特等獎，多次受到黨和國家領導人的親切接見和嘉勉，朱鎔基總理稱讚他是“做大事的人”。

五十多年來，金怡濂和他的研究集體在發展民族計算機事業的道路上披荊斬棘、頑強拼搏、開拓創新、不懈奮鬥，取得很多重大的創新成果。他是一個具有很強的事業心、責任感和嚴謹求實作風的科學家。他把“研製一代機器、培養一流人才”作為自己的神聖使命，以超人的膽識，打破常規，不拘一格用人才。金怡濂在研製“神威”計算機時委任的課題主管和副主管設計師平均年齡28歲，這在當時是少有的。為了帶出這支年輕隊伍，他象托舉自己的兒女一樣，讓他們站在自己的肩膀上，真情帶飛，精心培養。和金怡濂一起工作過的年輕人都深情地說，我們特別樂意跟著金總乾，他不僅給我們成才的機會，而且千方百計幫助我們成才。他通過科研實踐以及帶研究生，為國家培養了上百名優秀科技人才，有的已成為工程院院士，有30佘名科技幹部走上了科研領導崗位。

貢獻

“晚霞未必遜晨曦”。五十多年來，金怡濂一直致力於民族計算機事業，始終保持著旺盛的生命力、創造力，至今仍奮戰在研製的第一線，不斷為我國現代化建設做出新的貢獻