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“曙光”之路 ——发展高科技 实现产业化
  文章来源: 发布时间:2004-10-10 【字号: 小  中  大   

李国杰 计算机专家、中国工程院院士。1943年5月生于湖南省邵阳市,1968年毕业于北京大学物理系。1985年获美国普渡大学博士学位,1985-1986年在美国伊利诺依大学做博士后,1987年回国在中国科学院计算所工作,现任计算所所长。1990年被原国家科委聘为国家智能计算机开发中心主任,国家863高技术计划智能计算机主题专家组副组长。1994年领导研制出曙光1号高性能计算机,获中国科学院科技进步奖特等奖,1996、1997年曙光1000先后获中国科学院科技进步奖特等奖、国家科技进步奖一等奖,在我国超级服务器市场几乎被国外独霸的情况下,夺回了一席之地。

自1990年成立国家智能计算机研究开发中心并启动研制曙光计算机以来,在李国杰院士带领下,通过艰苦奋斗取得了丰硕的成果。回顾这一段工作,他们对于如何发展高科技、实现产业化有不少切身体会,概括起来主要有以下几个方面。

1. 正确选择科研方向是成功的首要条件

在高技术领域特别是技术进步日新月异的计算机领域,像中国这样的发展中国家想要迎头赶上西方发达国家,选择正确的科研方向十分关键。当时我国面对的第一个选择就是跟日本人走还是走自己的路。经过智能机专家组对国内外计算机发展趋势的反复调研分析,他们清醒的认识到计算机产业虽然发展很快,但已相当成熟,已经形成了一系列国际工业标准。脱离工业标准和计算机主流技术的所谓智能计算机不可能有好的前途。在专家组的支持下,他们果断地选择以并行处理技术为基础的高性能的计算机为主攻方向,以共享存贮多处理机为第一个产品。十年来,他们一直以高性能计算机为目标,从未动摇。这一选择为曙光以后的成功确立了先天性基础。

1995年,他们研制成功了我国第一台大规模并行机曙光1000以后,又面临着一次新的选择,即863计划下一个目标产品曙光2000究竟是做超级计算机还是超级服务器?超级计算机主要用于科学工程计算,主要追求计算速度,从计算速度上追赶国际先进水平容易得到学术界同行认可。超级服务器是更加通用的高端计算机,除科学计算外,更多的用于事物处理与网络服务。1995年我国的Internet还刚刚起步,但他们从市场和应用发展趋势中已经预测到超级服务器一定有十分光明的市场前景。他们决定不以单项指标(如计算速度)赶上世界最高水平为目标,而以争取尽可能多的用户使用国产高端计算机为目标,因而选择了研制机群结构的超级服务器为主攻方向。最近几年来以IBM SP为代表的超级服务器发展势头远远超过了超级计算机,到1999年底,全世界速度最快的500台计算机中,超级服务器已占300多台。现在全世界90%以上高端计算机已用于信息服务和数据处理,科学计算用户不到10%。这说明他们从研制超级计算机转向研制超级服务器是正确的选择。

2. 正确选择技术路线可以事半功倍

确定正确的科研方向后,下一个选择是如何研制高性能并行计算机。是一切从头做起,强调所谓国产化率,脱离主流技术自己另搞一套,还是“有所为有所不为”,在增值链上选择最佳创新增值环节,站在巨人肩膀上攀登。他们吸取了本所过去“八年抗战”研制一台计算机的教训,把缩短研制周期、机器推出时具有市场竞争力作为优先考虑因素,率先在国内采用微处理器芯片和UNIX操作系统研制并行机。计算机产业发展的一个重要趋势是从垂直型企业向水平型企业发展,即每一个企业以增值链上某一个或少数几个环节为主要发展业务。根据自身条件,他们定位在系统与应用服务层次,主要在机器内部互联网络、机群操作系统、Iternet网络应用、高可用性与系统安全等方面增值创新。几年来的实践证明,选择“有所为有所不为”的技术路线为我国发展高端计算机产业开拓了新路。

3. 应用性研究必须以广泛占领市场为目标

曙光一号和曙光1000研制成功以后,在市场中推广时遇到一个难关。他们在购买的AT&T UNIX操作系统源程序基础上修改开发成功的SNIX虽然符合POSIX工业标准,但由于操作系统已作了改动,从国外购买的应用软件目标码不能在曙光机上运行。而拥有源程序的数据库及第三方软件开发商由于曙光机起步时销量不大,都不愿意主动移植他们的商用软件与曙光机捆绑销售。这就逼迫曙光机只能卖给那些自己编写应用程序的用户。但曙光机的目标是成为一种有市场竞争力的商品,不是定制产品,怎么能要求购买曙光机的用户都自己开发应用程序?为了保证成千上万种已有的商品化应用程序目标码能在曙光机上运行,他们下决心,节点上的UNIX操作系统(IBM AIX操作系统)一行都不许改动,但在节点操作系统之上要开发尚未形成工业标准的机群操作系统。由于国外大公司的商品化操作系统对我们不开放,他们只能在不知道节点操作系统源码的约束条件下开发与其密切联系的可扩展文件系统、零拷贝用户空间消息传递、单一IP登陆点等关键技术,实现对整个机群几百个处理机的系统管理、资源管理、作业管理和文件管理等等。这是一件十分困难的事情。曙光2000和曙光3000研制成功证明这条适合中国国情的路线走得通。曙光超级服务器的实践为我国研制满足广大用户要求的高性能计算机开拓了一条新路,这是曙光2000和曙光3000最有意义的创新。

4. 鲜明的特色是竞争致胜的关键

在曙光超级服务器每一个机柜上都粘有“It’s SUMA”特殊商标,这是研制曙光机以占领市场为目标的集中反映。目前我国研制高性能计算机有三种不同模式:第一种是国家较多投资支持的以赶超世界最高水平的巨型机(或称超级计算机)研制,这种机器主要是用于增强国家实力,也能在一定程度上推广。第二种是以曙光机为代表的商品化超级服务器的研制,以信息服务为主要市场目标,旨在为国家信息化建设提供关键设备。第三种是以低成本为目标,一般采用PC服务器和Linux操作系统为基本部件,多数是研制单位自用,国外称为Beowukf并行机。每一模式都有其存在的合理性,不能互相取代。曙光超级服务器的研制经费只有第一种模式的几分之一甚至几十分之一,曙光机研制不应该与第一种模式攀比计算速度,而应把用户越来越关心的非性能因素,如可扩展性(Scakabikity)、好用性(Usabikity)、可管理性(Manageabkity)和可用性(Avaikabikity)放在首位。他们将这四种特征归纳为SUMA特色,并注册了商标,作为追求目标。体现SUMA特色不是一句空洞的口号,而是要实实在在地突破许多关键技术。一种型号的计算机向上扩展规模要保证性能接近线性增长,同时又要保证向下缩小规模时成本上有竞争力,这是件很不容易的事。高技术研究人员的价值取向和追求必须反映在真正把广大用户的需求作为自己的设计目标,成果能否产业化的根子也在这里。

5. 发展高技术要落实到技术辐射与转移

高技术研究经过鉴定验收只能算成功的开始,最终检验标准是它是否辐射到企业,带来明显的经济效益和社会效益。曙光服务器的技术不仅以知识产权转移到曙光公司,为曙光公司主营业务提供了有竞争力的核心技术,而且扩散到联想等骨干企业和大型信息服务公司。与朝华科技公司的合作为其从传统产业转向信息服务业提供了技术保证;在研制曙光安全服务器中形成的信息安全技术也已作为知识产权投入到北京京泰网络科技公司。他们在高技术研究中形成的技术积累也成了开展国际合作的基础,一些技术已辐射到海外。Intek公司就通过全球调查,最后选择由中科院计算所研制开发基于Linux的IA-64处理机芯片编译系统。以曙光1000A和曙光2000超级服务器为主要设备已在全国建立了八个国家高性能计算中心,为推广普及并行计算发挥了重要作用。

6. 前瞻性是高技术的重要特征

高技术是领导新潮流的技术,不能采取随大流的战略。计算所在确定研究方向时十分注重前瞻性。他们在单一系统映象、机群操作系统等方面有些研究就走在外国大公司前面。经过对Internet现状的分析以及它与已经成熟的电力网的比较,他们发现,网络上资源(包括上网设备、数据库、信息内容等等)共享和一体化将是必然趋势。因此两年前就着手关于网格(grid)即国家高性能计算环境的研究,现在已取得初步成果。如同70年代对Inernet基本技术的研究导致了Internet的普及和大发展一样,他们坚信今天对网格技术的研究必将使Internet进入一个新的阶段。十五期间他们计划开展面向网格的超级服务器研制,希望曙光4000将成为构建中国网格系统的基础。

任重道远,曙光在前。只要善于总结经验,坚持顶天立地、创新求实的发展思路,曙光之路一定会越走越宽阔,越走越有奔头。

撰稿人:邢福生

点评:

李国杰先生在选题时高瞻远瞩,根据计算机行业发展迅速及已形成一系列国际工业标准等特点,果断地选择了以并行处理技术为基础的高性能计算机为主攻方向,以发展高科技、实现产业化为目标。在技术路线上充分考虑前瞻性并采取有所为有所不为的方针,选择最佳创新增值环节,站在巨人肩膀上攀登。对研究成果,强调其必须具有鲜明特色并能占领市场、得到辐射与转移。这些具有战略目光的正确思路,是曙光计算机课题取得丰硕成果的基础。这些开展研究工作的思维方式很值得大家思考、借鉴。

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