爱华网在上海超级计算中心的展示大厅里，四排印着“曙光”标志的机柜整齐地摆放在参观通道的左侧，机柜上的黄灯不停闪烁，通道右侧的显示屏不断变化着计算任务，显示出每个任务所占据的CPU数目及工作效率。 “这只是‘魔方’的一小部分，我们正在做场地改造。预计今年6月，‘魔方’会整体入驻，届时上海超算的计算能力将有质的飞跃，突破百万亿次。”上海超算高性能计算技术总监姚继锋说。“魔方”的主体目前已经断电，正在中国科学院计算技术研究所（以下简称“计算所”）的地下车库里静静等待着3月底的国家863计划项目验收。 姚继锋口中的“魔方”，就是2008年底研制成功的中国第一台百万亿次超级计算机曙光5000A，“魔方”是经全国网络海选后的个性名称。它在全球超级计算机500强的排行测试中取得亚洲第一、全球第十的成绩，成为前十名中惟一来自美国本土以外的超级计算机。 “现在，中国拥有世界超级电脑500强中的15台，成为仅次于美国、日本的超级电脑大国。不但展现了中国越来越宏伟的目标，也体现了科学与经济的发展状况。”《纽约时报》就此评论认为，美国依然领先，但越来越感受到中国的压力。 而且，魔方的风头和吸引的关注度远远压过了大多数排在它前面的超级计算机，即便与排名第一的走鹃（IBM）、排名第二的美洲豹（Cray）这两台全球惟一突破千万亿次计算的超级计算机相比也不落下风。这不仅仅是因为它证明了中国已成为全球第二个可以研发生产百万亿次超级计算机的国家，也因为它打破了高性能计算领域操作系统使用Linux或Unix的惯例，在冲击Top500时用的是微软Windows HPC Server 2008（下简称WHS2008）。 超级计算机的研制水平是国家科技水平的重要标志。如今连英法等欧洲老牌国家都已退出了超级计算机研发领域，中国为什么还要花如此大的力气去追赶？同样，主要研制者曙光追赶世界先进水平的过程，是不是一家以盈利为目的的商业公司深思熟虑的决策？ 国家的战略产业 “5000A的研制，民族责任感与商业价值取向是一种融合，而不是矛盾。”曙光总裁历军告诉记者，科技界和产业界对自主研发百万亿次超级计算机的必要性已达成共识。“现在研制超级计算机的策略和思路已跟过去截然不同，其终极目的不再是打破垄断或突破核心技术，而是让超级计算机对中国的经济发挥正面的推动作用。”历军说。 他解释说，超级计算机属于装备制造业的范畴，本身是一个国家的战略产业。“神六神七上天、大飞机制造、水稻基因测序，包括你所用的搜索引擎、依赖的数据库，甚至建筑物里的灯光、音响、结构，都离不开超级计算机的支持。它是一种工具。” 中国科技史上曾经有过这样屈辱的一幕。1990年代初，中石油集团旗下负责石油勘探的东方地球物理公司出于工作需要，引进了一台IBM的超级计算机。美国同意卖给中国，但前提条件是要监控这台计算机的用途。中石油不得不专门造了一座玻璃房子，让美国人24小时守在里面，不但要付出高昂的成本，而且拱手让出计算机管理权限，一举一动都要受美国人的监控。当时的国家科委主任宋健将此事称为“中国人的奇耻大辱”。 中国的高性能计算机产业就此艰难起步。曙光等厂商引领着这一产业的发展，一步步地拉近中国与世界先进水平的差距。2006年，胡锦涛在全国科技大会上点评了新中国成立以来所取得的七大标志性自主创新成果，超级计算机排名第五。 更重要的是，高性能计算正在由特定行业应用走向普及化应用，传统上用在气象预报、石油勘探、金融精算等领域的高性能计算机正在逐步扩展到工业的各个领域。“计算机仿真已成为与理论、实验并驾齐驱的科学创新三大支柱之一，像一汽、奇瑞等汽车企业，还有制药企业、建筑企业，都在用上海超算的计算能力辅助研发，这一趋势不可逆转，涉及的行业也会越来越多。”姚继锋说。 这也是美国至今仍对中国禁运百万亿次超级计算机及其关键零部件的原因。它害怕超级计算机被中国用在敏感的军事和其它一些制造领域。更重要的是，它担心中国有了超级计算机后，会提升整体的产业技术，进而带动产业升级，对其形成科学技术上的挑战。 “欧洲国家相对都比较小，研制超级计算机会有应用不足的情况，但中美日都有雄厚的经济基础、难以比拟的国家竞争力和旺盛的需求。”历军指出，“中国不能永远为世界打工，未来几十年靠什么？必须得提高科技水平，去拼技术、做高附加值的产品，但如果没有超级计算机的支持，这些想法就很难落到实处，因为无论是科研还是工业都会受到计算能力不足的限制。” 这才是中国自主研发超级计算机的核心目的所在——为即将走到尽头的“世界工厂”模式转型提供必要的工具支持。超级计算机的发展以应用为基础，但不能以应用为依托，否则只能在等待中把技术差距越拉越大。历军认为，机器领先应用一代是完全可以的，因为不领先应用就等于没有应用，“就像上海超算，建设初期认为未来三五年内计算需求应该是3-5万亿次，10万亿次应该够用了，结果这才几年就要装备200万亿次的机器了。” 事实上，这也是全球超级计算机竞争日趋白热化的原因所在。2002—2004年，速度为35万亿次的日本超级计算机“地球模拟器”始终排名第一，没有遇到任何的冲击，而随后的四年内第一名的速度提升了31倍，接近1100万亿次。 “中国人出让市场、土地、劳动力来换取外国核心技术的做法，已经被实践证明是走不通的。外国人能授之以鱼，但不会授之以渔，那是他吃饭的家伙。我们有了珍珠才能换来玛瑙，这才是一种对等的交换。”主持5000A研发工作的曙光副总裁聂华告诉记者，从规模和营收来看，曙光还是一个很小的企业，但事实上却是高性能计算领域中国市场的规则制定者之一，“IBM的大型机一度曾垄断中国市场，价格是天价，而当我们做出性能差不多的产品时，他们会按照原报价的2%来卖产品。同样，我们的超级计算机研制进展到什么地步，美国就把超级计算机的出口限制开放到什么地步。” 潜在的商机 但企业的天职是赚钱，产业报国必须在生存的前提下，“魔方”重量超过50吨，造价高达2亿人民币，运转起来每天光电费就超过3万元，所花费的研发费用更是高得惊人。 这仅从如何减少“魔方”的占地面积方面就可见一斑。这种规模的机器对环境要求相当高，传统上要一个足球场那么大的面积才放得下，那样专门为它设计的机房造价将接近国家体育中心。曙光和计算所投入了大量的人力、物力，几百位科学家和工程师花了几年的工夫，才成功把占地面积压缩到了几十平方米。投入如此之大，商业回报又如何呢？
“5000A并没有赔钱，尽管平均毛利率不如日常销售高。”聂华强调5000A的收益是全方位的，对曙光当前甚至未来几年的发展都有非常重要的影响。 “进入前十向全世界表明了曙光是这个领域的一个技术领先者。其象征意义大于实际意义，极大地提升了曙光的品牌形象。”聂华指出，从产品来看，也没有在技术、结构上与跨国巨头存在数量级的差距。 这种品牌效应会直接拉动曙光低端产品的销售，当消费者想买一个20万亿次的计算机时，能做200万亿次机器的曙光自然会成为首选。而且，“计算能力越低的市场容量越大，研发过程中突破的一系列关键技术，也容易移植到低端产品上，从而增强了曙光低端产品线的技术特色、可靠性和竞争能力。”聂华说。 依靠5000A这个展示性、品牌效应都很强的项目，曙光还整合了供应链，与合作伙伴建立起更紧密的合作关系，这会极大地降低曙光的日常采购成本。 “总之，这个项目的价值绝非纯财务指标所能衡量。”聂华略带几分调侃，“我们至少做到了不赔钱，而微软不但没从我们这拿到一分钱的收入，还给了我们一大笔测试费用，赔上了很多财力、物力和人力，你想想为什么？” 事实上，高性能计算已成为微软的一个战略方向。“几十年后高性能计算肯定会消失，那时每个人都在使用它，却意识不到它。比如1997年IBM那台击败国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的超级计算机‘深蓝’，现在看起来不过是一台很一般的服务器而已。”微软中国研发集团战略合作部数据中心经理李铭参与了5000A冲击Top500的全过程。 他告诉记者，超级计算机绝非像普通人想像的那样，一个国家有几台就可以了，实际上呈现出两极化的发展趋势。一是顺应计算能力重新走向集中的产业趋势，规模会越来越大，百万亿次、千万亿次甚至亿万亿次这样发展下去；二是走向平民化，做一些万亿次的较小的超级计算机，走向每个科学家、工程师乃至普通用户的案头，曙光目前已经有这样的产品，而且销售情况相当不错。 曙光与微软的合作，正是建立在这种共同的产业前景判断上。“选择跟微软合作，多少有一点冒险的成分，这是因为我们并没把进入TOP10看成第一重要的东西。”聂华告诉记者，高性能计算正在由特定行业应用走向全面普及化，怎么让它变得更易用是全行业关心的问题，微软虽然是这个领域的新军，但Windows操作系统显然会让用户感觉更亲切，在消除用户对超级计算机的隔阂和畏惧方面有优势，有助于超级计算机的普及。 这也是李铭做过的压力最大的项目。“我们一开始是小范围的，相当于地下工作者的感觉，说实话我们并不是很有信心，也不敢惊动高层。因为一旦惊动他们，最后出不来结果后果也会比较严重。”2008年1月，李铭主动找到聂华要求获得一个在5000A上测试WHS2008的机会，在此后的将近一年时间内，他头上始终悬挂着一把达克摩斯之剑。如果Windows性能达不到要求，曙光还是会用Linux。 不难理解李铭的压力。微软虽然在PC领域已建立了无可动摇的霸主地位，但却是高性能计算领域的新军，在2005年底才开始进军这一领域。李铭找到聂华时WHS2008还处于测试阶段，并没有正式发布，而且支持的高性能计算机规模仅有256个节点，而曙光5000A最初的设计规模就高达1300个节点。Windows从来没有在这种规模的机器上跑过，李铭虽然勇于做第一个吃螃蟹的人，也生怕失败了闹得满城风雨，给尚未面世的新产品蒙上阴影。 事实上，在单节点上的第一次测试就给了李铭当头一棒，Windows的运算效率是46%，而Linux随随便便就跑出了75%。虽然不断的优化让Windows效率有所提高，但直到6月中仍没有突破74%，问题出在数学库上。Linux的数学库用了这么多年，非常完善，Windows从起跑线上就没法跟Linux比，在Linpack运算方面一直比较吃亏。 幸运的是，李铭等几个同事最初的个人行为很快引起了微软的注意，西雅图总部那边帮他们找到了数学库全球第一人——日本的Goto博士，他把自己写的数学库从Linux平台移植到了Windows平台上，帮微软弥补了这一差距，赢得了参与测试的资格，并在微软全球的共同努力下最终获得了出乎所有人意料的结果。 “微软很善于盖别墅，却没盖过摩天大楼。”微软中国研发集团战略合作部资深总监申元庆打了一个形象的比喻。在他看来，这并不是一个用钱可以买到的机会，此前曙光可能比微软更了解高性能计算，微软团队在这一过程中得到了极大的锻炼。 自主创新的模式问题 与大多数中国企业先拼市场，然后再提升自身能力的“贸工技”道路相反，曙光是先进行技术上的创新，然后把有创新的技术向市场推广，探索的是中国科研成果的社会产业转化率。但这种“自主创新”，也让曙光走了很多弯路。 曙光早期采取的是一种全面创新模式，从芯片、主板、互联网络到操作系统和应用软件都是自己开发，这种包打天下的创新方式在市场上狠狠摔了个跟头，典型如曙光1000。这款产品获得了1997年中国信息技术领域惟一的国家科技进步一等奖，但是在市场上却卖不动，原因令人哭笑不得——曙光从底层对操作系统进行了创新，导致很多商业应用软件不能兼容。用户买了机器后，还得到曙光来学习一两个月，只能卖给那些自己开发软件的极少数用户。 “曙光选择了一个门槛较高、非常有希望的行业，这个行业一直在快速发展，你走了一点弯路，也会被行业的自然增长带着往前走。这是我们非常成功的一点，也是最不成功的一点，我们本可以走得更快，但我们走了很多弯路。”聂华坦言早期的曙光是科学家办企业，在经营上有着浓厚的计划经济色彩，直到今天依然存在这方面的问题。同时，在自主创新方面，也存在技术、观念和意识形态封闭的问题。 科技的国际化产业分工已是大势所趋，自主创新自然也不能搞封闭的封建割据的自成体系。曙光1000的教训让曙光走上一条有所为有所不为，从集成创新到核心技术创新的务实道路。在节点部件和操作系统上“有所不为”，在集群操作系统和增值部件上“有所为”，从而逐渐被市场认可。2003年以后，曙光始终以每年两位数的增长比例高速成长，获得了不错的经济效益。 曙光与中科院计算所的合作一直被看作企业与科研机构合作的典范。中国科研成果产业化的比例只有不足1%，曙光则把863项目的成果很好的转化到社会上，改变了整个产业的市场竞争格局。这次与微软的合作也相当漂亮，聂华相当赞赏微软调动全球资源的能力。或许，这种在全球化背景下出现的本土企业、科研院所、跨国企业通力合作的情形，才应该是自主创新的常态，也是中国企业走向国际舞台的一种模式。 历军告诉记者，中国的超级计算机与国外最高水平相比还有1.5代的差距，但到2010年就可以缩小半代。同时，运算能力达千万亿次的曙光6000研发工作也已展开，并计划提供给正在筹建的华南超级计算中心。曙光6000也将引入中国自主研制的国产处理器龙芯，第一次把超级计算机的核心零部件掌握在自己手中。
