基本介紹
- 中文名：銀河一號巨型計算機
- 外文名： galaxy 1 supercomputer
- 時間：1983年
- 研製單位：國防科技大學計算機研究所
- 計算峰值：1億次/秒
- 有關術語：巨型計算機
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基本概述
1978年3月，鄧小平代表黨中央作出決定，億次巨型計算機由國防科技大學搞。慈雲桂擔任了這一任務的總指揮和總設計師。他們充分利用對外開放的有利條件，設計出既符合中國國情又與國際主流巨型機兼容的中國億次巨型機總體方案。組織精兵強將攻關，在新技術、新工藝、新理論的探索中，終於使"銀河"億次巨型機比國際主流巨型機在10個方面有了創造性的發展，填補了國內巨型機的空白，使我國成為世界上少數幾個擁有研製巨型計算機的國家之一，並在石油勘探、氣象預報和工程物理研究等研究領域廣泛套用。他最早倡導在中國開展智慧型計算機的研究，負責組建了中國計算機學會智慧型計算機專業組，並成功主持了新一代計算機系統國際學術會議。
銀河系列
銀河—Ⅲ 1997年6月19日，由國防科技大學研製的“銀河—Ⅲ”並行巨型計算機在京通過國家鑑定。該機採用分散式共享存儲結構，面向大型科學與工程計算和大規模數據處理，基本字長64位，峰值性能為130億次。該機有多項技術居國內領先，綜合技術達到當前國際先進水平。
研發歷史
在國防科大計算機學院寬敞、明亮的“銀河”機房裡，矗立著一台由7個機櫃組成的圓柱形機器。這就是該校於1983年12月研製成功的我國第一台巨型計算機。她的誕生，標誌著中國成為繼美、日等少數國家之後，能獨立設計和製造巨型機的國家。
1978年，黨的十一屆三中全會召開，拉開了改革開放的序幕；黨中央、國務院決定在原“哈軍工”的基礎上組建國防科技大學；也是這一年，我們開始了我國首台巨型計算機的研製工作。為什麼要研製自己的巨型計算機？鄧小平同志的講話擲地有聲：“中國要搞四個現代化，不能沒有巨型機！”
胡教授說，改革開放前，由於沒有高性能的計算機，我國勘探的石油礦藏數據和資料不得不用飛機送到國外去處理，不僅費用昂貴，而且受制於人。當我國提出向某已開發國家進口一台性能不算很高的計算機時，對方卻提出:必須為這台機器建一個六面不透光的“安全區”，能進入“安全區”的只能是巴黎統籌組織的工作人員。外國人明擺著是在卡我們的脖子啊！
1978年3月，全國第一次科學大會在北京召開，中國迎來了科學的春天。此後，中央在重要會議上，正式下決心研製巨型計算機，以解決我國現代化建設中的大型科學計算問題。主持會議的鄧小平同志將這一任務交給了國防科委，並點名要國防科大承擔研製任務。時任國防科委主任的張愛萍上將向鄧小平立下了軍令狀:一定儘快研製出中國的巨型計算機。
時任國防科大計算機研究所所長的慈雲桂教授聽到這訊息，連聲說:好，好，就等著這一天呀！國防科委副主任張震寰對國防科大提出的要求是:運算速度一次不能少；研製時間一天不能多。
研製巨型計算機，談何容易？胡教授回憶道：改革開放之初，我國技術落後，資料匱乏，西方國家又對我們實行技術封鎖，了解國外研製巨型機的情況十分有限。國防科大雖然是國內最早研製計算機的單位，但此前為遠望號測量船研製的“151”機，每秒運算速度只有100萬次，要研製每秒運算一億次的機器，計算機運算速度一下要提高100倍，其困難不言而喻。
但是，困難沒有嚇倒我們。當時，大家只有一個信念，全力以赴造出自己的巨型機，大家把它叫“爭氣機”，就是要爭一口氣，不讓外國人再卡我們的脖子。
研製工作迅速展開之後，各種複雜技術問題隨之冒了出來。走什麼樣的技術路線？採取什麼樣的體系結構？如何實現每秒一億次的運算速度？問題像一個個“攔路虎”。天道酬勤，5年沒日沒夜的頑強拼搏，以慈雲桂所長為代表的科研人員，闖過了一個個理論、技術和工藝難關，攻克了數以百計的技術難題，創造性地提出了“雙向量陣列”結構，大大提高機器的運算速度，提前一年完成了研製任務，系統達到並超過了預定的性能指標，機器穩定可靠，且經費只用了原計畫的五分之一。
張愛萍親自揮筆將巨型計算機命名為“銀河”，1983年12月26日，我國第一台命名為“銀河”的億次巨型計算機正式通過國家技術鑑定，這是改革開放初期在科技領域取得的一個重大成果。
巨型計算機
巨型計算機是運算速度最快、性能最高、技術最複雜的一類計算機，簡稱巨型機，也稱超計算機。它是計算機型譜中的最高檔機型。巨型計算機主要用於解決大型計算機也難以解決的複雜問題。它是解決科技領域中某些巨大的挑戰性問題的關鍵工具。
巨型計算機通常由主機系統、輸入輸出系統和前端機系統組成，圖2為巨型機組成的一個例子。巨型計算機的核心是主機系統，它由高性能處理機和高速大容量主存構成。主機的任務是完成高速運算。輸入輸出系統獨立於主機，並行管理輸入輸出，向主機提供算題作業和運算所需的數據，接收主機的運算結果，並負責管理全部在線上外圍設備和接口通道。由於巨型機所加工數據的吞吐量很大，高速主存容量有限，一般還需要有半導體擴存和海量存儲子系統。對大規模數據處理的用戶，常需在線上磁帶子系統或光碟子系統作為大量數據輸入輸出的媒體。前端機系統是本地用戶使用巨型機的總管，用來準備程式和數據，向主機傳送作業，接收主機的最終處理結果，對結果進行加工後輸出。前端機一般採用小型計算機。非本地用戶藉助計算機網路使用巨型機，用戶端的計算機（微型計算機、工作站等）可起前端機的作用通過網路向巨型機傳送作業和接收結果。
未來展望
2010年，“天河一號A”讓中國第一次擁有了全球最快的超級計算機。但因為後續未再升級，很快就被擠了下來。這次的目標是100PFlops以上，也就是每秒超過10億億次浮點運算(但不知道是最大性能還是峰值性能)，而所用平台是Intel提供的大約10萬顆Ivy Bridge-EP Xeon E5、10萬顆Xeon Phi組成的混合加速體系(另有一說總共最多10萬顆)。
如果成真，這台超級計算機將是最快“泰坦”(Titan)的大約五倍——後者最大性能1.76PFlops、峰值性能2.7PFlops。這項工程受到了中國政府部門，尤其是科技部的鼎力支持，將用來輔助中國的空間探索、健康研究，特別是在未來十年內應對人口老齡化、城市規劃、高速交通系統建設等問題，以及用來解決交通擁堵的智慧型車牌、實時交通計算技術。
項目初期投資大約1億美元，用來購買計算設備，看起來很多但還遠遠不夠。據說Intel將會提供的都是頂級產品，包括要在2013年下半年才會發布的高端十二核心伺服器處理器Ivy Bridge-EP Xeon E5-2567W v2(大約2500美元)、最高端協處理器Xeon Phi 5110P 8GB GDDR5(估計1500-2500美元)，僅這20萬顆處理器就需要5億美元左右。再加上主機板、記憶體、硬碟、散熱、網路、機架等各種硬體，以及系統、軟體和安裝、維護費用，總成本恐怕將是個天文數字。
這台超級計算機預計會在未來18個月內快速完工，並安置在中國西南某個地方。中國將籍此在超級計算機領域稱霸很長一段時間，中國的航天事業也將得到極大的促進，尤其是2020年載人登入月球、2025年載人探索火星，不過其他國家也不甘落後，比如澳大利亞就在規劃1000PFlops的更恐怖超算，也就是每秒100億億次的浮點性能，但要過幾年才會實現。
