科研背后 | 天河二号设计团队：创新铸就超算中国速度

原创 北京科协 北京科协

天河二号是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统，连续六度称雄全球超级计算机500强。如今中国所有的科研项目，几乎都离不开这台超级计算机。

从天河一号4.7千万亿次到天河二号5.49亿亿次，从超级计算机由千万亿次级(1015)迈入亿亿次级(1016)计算速度，这是国防科技大学天河团队再次创造的“中国速度”。

今天让我们一起走近天河二号背后的设计团队。

天河二号总设计师 廖湘科：

核心关键技术是买不来的

廖湘科现任国防科技大学计算机学院研究员，国务院学位委员会软件工程学科评议组召集人。2015年12月7日当选中国工程院院士，廖湘科长期从事高性能计算机系统软件与通用操作系统的科研工作，在不断的技术积累中，廖湘科愈发感受到：

操作系统作为整个计算机生态系统的核心和基石，核心技术长期被国外垄断，必然导致我国信息产业的发展受制于人。

“核心关键技术是买不来的”，这是新中国每一代科研人员的切肤之痛。

所以从2002年起，廖湘科就带领团队历时十多年持续攻关，研制出国内安全等级最高的麒麟操作系统，打破国外B级以上安全操作系统技术的严格封锁，成为我军唯一选型的军用通用操作系统。

当然，改变我国IT产业受制于人的局面，仅靠一两项核心技术的突破远远不够，必须建立起自主可控的信息产业体系。循着这样的思路，廖湘科团队紧贴国家重大战略和强军事业对科技创新的迫切需求，在高性能计算和自主可控信息系统核心关键技术领域不断实现新突破。

在天河一号超级计算机系统的研制中，担任副总设计师的他，目光紧盯技术前沿，提出了当时国际领先的虚拟化网络计算支撑技术和多层次大规模系统RAS技术方案，实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越。

短暂的喜悦之后，廖湘科加紧攻关步伐，将目标瞄准了运算速度更快的百亿亿次超级计算机系统——天河二号。然而，在竞争日趋激烈的世界超算领域，跨越发展谈何容易。廖湘科迎难而上，带领研制团队设计出新型异构多态体系结构，实现了多类型计算资源、输入输出资源和服务资源的灵活配置，拓展了天河二号的应用领域。

他以身作则，每一项关键技术都亲自做预案，再由各课题组进行酝酿、讨论，最后广泛听取群众意见，集智攻关；工程实施阶段，他与团队一道泡在机房，经常第一个来，最后一个走。这样的日子不知过了多少，可唯一的信念却始终那么明确，就是要把核心技术牢牢的掌握在我们自己手中。

如今，天河二号在海量数据处理、云计算和存储、信息系统建设、先进机械装备设计、动漫制作、基础研究等方面，取得了显著的经济效益和社会效益。廖湘科在谋划工作中始终紧贴党和国家战略急需，抢先布局自主可控信息系统核心关键技术攻关。当前，面对日新月异的信息技术发展，廖湘科已带领团队开启量子计算、智能计算等最前沿的前瞻性基础性研究。

他勇于自主创新，带领团队攻克一个个技术难关，将五星红旗一次次插上了世界超算之巅。

天河二号副总设计师 卢宇彤：

将“银河”汇聚成“天河”

卢宇彤现任中山大学数据科学与计算机学院教授、博士生导师，国家超级计算广州中心主任，曾任国防科技大学计算机学院软件所副所长，银河天河工程副总师。

从五代银河系列到两代天河系列超级计算机，中国的超算事业从追赶到超越。在这个飞速发展的过程中，卢宇彤教授既是见证者，亦是参与者。谈及与“天河”的缘分，她称自己是个“幸运儿”。

卢宇彤作为副总工程师参与了天河二号立项论证、方案设计、系统研发、系统调测试，以及应用优化推广的全过程。天河二号超级计算机系统经过不到三年的刻苦攻关，突破了从体系结构到互联网络、并行软件、存储、组装结构等一系列关键技术，用实力缔造中国速度，改变世界超算格局。

在过去的二十多年里面，卢宇彤参与了五代银河系统和两代天河系统的研发。与超算相关的核心工作，从操作系统、通信系统、文件系统、资源管理、数据管理到并行环境、并行应用，卢宇彤几乎做了个遍。

其中的辛苦可能不是每个人都能明白的，但这些年的辛苦，也给卢宇彤带来了很多人所不具备的优势，那便是对超算的系统观。卢宇彤说到：“害怕学科细化的今天，失掉超算系统观的学生们，变得只能从自身的角度去思考问题，而忽略了超算领域的关键——协同思维与并行思维”。

付出必有收获，卢宇彤也成为了全球唯一一位获得超算领域最高荣誉——国际超级计算大会会士（ISC Fellow）的女科学家，也是首位站上国际超算舞台的中国科学家。

她坚信，“成功是成功之母”。

五代银河，两代天河，她背负着中国科学家的坚毅精神，带领国内的超算技术跻身世界一流；六次雄踞榜首，两度蝉联亚军，天河二号的累累硕果，离不开他们研究团队日日夜夜的辛劳耕耘。

她，就是卢宇彤，温文尔雅的女科学家，天河二号的副总设计师。

天河二号副总设计师 肖立权：

当好银河传承者、续写银河事业新辉煌

肖立权是国防科学技术大学计算机学院计算机研究所所长，作为计算机体系结构学科方向带头人，肖立权长期从事银河和天河高性能计算机研制，担任多个重点型号工程副总设计师，多次荣获国家科技进步和国家技术发明奖，被评为全军首届践行强军目标标兵。

他用自己强军报国的精彩实践，书写了一名军队科技工作者的担当。

作为两代“天河”的副总设计师，肖立权始终把自己视为团队的普通一员。他说：“超级计算机研制是一个复杂的系统工程，成功靠的是团队的集体智慧，我作为其中一员感到很光荣。

担任计算机研究所所长之初，肖立权就作出了:

“当好银河传承者、续写银河事业新辉煌”的庄严承诺。

其中，肖立权团队成功研制的天河二号高速互连网络系统性能是同期最高商用互连系统的两倍，处于国际领先水平，受到国际同行高度评价，为天河二号荣登世界超级计算机排行榜榜首作出突出贡献。

在长期从事重点型号科研项目研制过程中，他既是银河、天河项目研制指挥者，又是研制队伍的一线战斗员，为银河、天河事业倾注满腔热血，带出了一支全面过硬的高性能计算机研制团队。

用事业塑造人，用科研锻炼人，用攻关培养人，用平台团结人。

这是团队几代人奋力拼搏的结果。进入新时代，只有不断创新超越，才能让“中国速度”越来越快。谈起从事超级计算机研制，肖立权想得最多的是肩上沉甸甸的责任。作为计算机研究所所长和攻关一线负责人，他必须率领团队创造出新的“中国速度”。

2019年暑假，天河二号副总设计师肖立权带领团队，投入到百亿亿次级的天河三号研制中，向着世界超算新高峰攀登。

他勇于创新，不懈攀登世界高性能计算技术高峰；他倾心育人，为国家打造高性能计算拔尖人才方阵……

他们是国家的建设者

也是科技的创新者

作为国家重大科研基础设施

超级计算机是真正意义上的“大国重器”

随着根基逐渐打牢，我国超算事业“上接天气、下接地气”，超级计算机可以“算天”、“算地”、“算人”。

截止至2019年初，天河二号的应用已辐射全国几乎所有省市区域，并且影响世界，通过科学运维工作实现了系统在高负荷下全年稳定运行，平均每天完成作业数超过3万个；系统利用率峰值高达85.8%，平均利用率达72%。成为全世界用户数量最多、利用率最高的超算系统之一。

从我国巨型计算机“零”的突破，到“天河”超级计算机6次位居世界超算榜首，我国高性能计算经历了从“跟跑”到“领跑”的历史跨越，这是属于我们自己的核心技术！

参考资料：

[1]《“天河二号”服务用户量增逾25%，计算力覆盖粤港澳大湾区 》，南方Plus客户端

[2]《超级计算机背后的年轻人》，中国青年网

[3]《大咖有约丨卢宇彤：奔跑——以中国速度跨越“银河”“天河”》，新浪网

[4]《卢宇彤：和超级计算机一同成长的科学女神》，腾讯网

[5]《天河二号副总设计师肖立权：创新铸就超算中国速度 》，环球Tech

[6]《天河二号超算登顶世界：我军一专家功不可没》，环球网

[7]《国防科大廖湘科：让五星红旗飘扬在世界超算之巅》，中国网

[8]《记天河二号总设计师廖湘科：自主创新耀“天河”》，南方网

原标题：《科研背后 | 天河二号设计团队：创新铸就超算中国速度》

阅读原文