鲜花、掌声迎接,摄相机、照相机聚焦,人民大会堂主席台上,国家最高科学技术奖获得者金怡濂万众瞩目。
此前,他的名字虽在公众的视野里透着陌生,但在巨型机研制领域却早已无人不晓。
在个人电脑日益普及的今天,巨型机却是计算机家族中的“阳春白雪”,但一个国家的尖端科技活动却离不开它,因此,像金怡濂这样的巨型机领域的顶尖级科学家,其科学活动的一举一动都备受国际关注。
我们面前的金院士,亲切、随和,温文尔雅,作为一位74岁的老人,回首往事,他用“生逢其时”来表达他对为之奋斗半个世纪的巨型机事业的热爱。
1946年,世界上第一台全电子数字计算机(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学问世。这标志人类走出了迈向信息时代的第一步。新中国的领导人敏锐地预见到这一科技领域的广阔前景。在20世纪50年代制定的科学技术发展12年远景规划中,将电子计算机列入重点发展的学科。根据这个规划精神,我国政府采取多种途径培养计算机专门人才,包括选派一支20人的实习队赴苏学习,刚从清华大学电机系毕业不久的金怡濂幸运地成为实习队中的一员。
金怡濂那时当然不可能预知计算机将会怎样深刻地改变我们这个世界。但有一点他再清楚不过,祖国需要发展计算机事业,这足以激发他全部的学习热情。一年半的实习生活,他和同学们学得没日没夜,就连那首著名的《莫斯科郊外的晚上》,他还是后来回国后才知道的,正是从这里,他开始了“缘定一生”的巨型机事业追求。
1958年7月,金怡濂回国,作为运算控制部分的负责人之一,参加了我国第一台大型电子计算机——104机的研制。
“其实,那时候,在巨型机领域,我国与国际水平差距并不那么大,只是后来我们浪费了太多的时间。”谈到这点,金院士的声音有些沉重,作为我国计算机事业沉浮的亲历者,他有着切肤之痛。
这不是个人的恩怨,尽管金怡濂从60年代开始,随所在单位搬到了大西南的山里,一呆就是20年,虽然他从未停止过事业追求的脚步,但作为一名科研人员,这20年的科研经历浓缩成一个字,这便是:难。
金怡濂当时主要负责巨型机硬件部分的设计把关。搞科研需要元器件,大山里没条件,只好由玩具厂来生产;机身配件由纸箱厂生产;数以万计的组件,要靠钳子、螺丝刀、电烙铁甚至是指甲刀,一个一个组装起来。一台机器下来,金怡濂指导设计和审看的图纸不下数万张,摞起来像个小山。有时为了到外地查询资料,他得先坐大卡车爬半天山路,然后再挤火车才能走出大山。查完资料,再背上同事们让他捎带的肥皂、牙膏、糖果回到大山里。就是在这样的条件下,金怡濂和他的同事们从事着高科技的科学研究工作。
在大山里,他们完成了大型晶体管通用计算机、大型集成电路计算机的研制,实现了我国计算机研制技术的重要突破。这个时期,金怡濂吸纳了国际上先进的计算机设计理念,提出双机并行的设计思想和实现方案,首次在我国大型计算机系统中采用了双机并行处理技术并获成功。而他们这种“用土办法研制尖端机器”的奋斗精神,至今仍然是巨型机研制战线一笔丰厚的财富。
大山里的20年,白发爬上了金怡濂的双鬓,3个孩子也长大成人,但他对这一切都没有太多的记忆,只是对大型计算机研究的每一点向前推进都能如数家珍,他的同事们说,那些机器就是被他百般呵护的孩子啊。
1979年,时任国务院副总理的邓小平强调:“中国要搞四个现代化,不能没有巨型机!”巨型机迎来了快速发展的历史机遇。
这时的金怡濂心里十分清楚,经历了动乱年代,我们的巨型机研制水平已远远落后于世界先进水平。正是在这20年间,西方发达国家的巨型机研制已经异军突起。它的两个显著特点让世人震惊:其一,发展速度迅猛。发达国家从20世纪60年代开始巨型机的研究,此后运算速度更快的新机型不断推出。从60年代末的100万次,70年代末跃升为1亿次,到80年代末,速度达200亿次的巨型机已经面世,基本上是以每10年两个数量级的速度向前跨越。其二,应用领域不断拓展。巨型机被广泛应用到石油勘探、精密机械、医药研制、生命科学、气象气候、国防科技等诸多领域。天气的准确预报、飞机的无纸化设计、油井的准确定位等都开始采用巨型机进行大型运算。因而巨型机的研制和应用水平,不仅成为科技实力和综合国力的重要标志之一,也是关系到国家利益的高科技核心技术之一。
有一件事,让金怡濂至今留下了痛苦的记忆:我有关部门花大钱从国外进口一台巨型计算机,附带条件是要在两名外国技术人员在场的情况下才能开机,实际上是国外限制我方接触机器的核心技术。
真正的高技术,是不可能用钱买得到的。这件事更坚定了金怡濂和他的同事们一定要加速发展自己的巨型机的决心。
如何尽快提高我国巨型机的研制水平,80年代初,金怡濂大胆地提出,走国际化的技术路线,发展基于国际通用处理器芯片的大规模并行计算机。这是一条迥异于传统的全新设计思路,在那个思维观念还没有完全开放的年代,提出这样的思路无疑需要勇气,正是循着这一技术思路,我国巨型计算机研制技术进入了与国际同步发展的崭新时代。
进入20世纪90年代,我国巨型机研制开始驶入快车道。
国务院决定研制“神威”高性能计算机。当时,10亿次巨型机已经问世,下一步的目标该是100亿、200亿还是500亿?
有没有可能直接研制1千亿次巨型机?一石击起千层浪,跨出这一步风险实在太大,专家们意见不一,“重量级”的专家金怡濂一锤定音:我们完全有能力造一台千亿次巨型机!我们必须跨越,否则就会被世界越甩越远。
金怡濂敢于跨越的胆识,来自于他对世界巨型机发展趋势的科学把握。在此之前,他就撰写了《大规模并行计算机的发展和我们的对策》等论著,不仅提出“跨越式发展”的理念,而且对相关前沿技术有透彻分析,说明其可行性。
已过花甲之年的金怡濂被任命为“神威”机研制的总设计师。千斤重担系于一身,历史给了他再创事业辉煌的机遇。
他提出以平面格栅网为基础的“分布共享存储器大规模并行结构”总体研制思路,得到了专家的赞同,使巨型机由10亿次直接攀升至千亿次成为可能。基于上述体系结构,金怡濂又提出网上多种集合操作、分布与重分布、无匹配高速信号传送等技术构想和解决方案。这些也正是“神威”的创新之处,在国内尚无先例。
20世纪90年代,正是世界巨型机快速发展时期。美、日两国先后轮番推出20余种新机型,运算速度以千亿次为基本单位迭次上升。对此,金怡濂提出:“我们必须保证‘神威’出机时进入世界先进行列。”他先后三次调整方案,提高“神威”的关键技术指标。就在“神威”预定出机鉴定的前一年,他仍决定调整指标。把“神威”机的运算速度提高到每秒3千亿次以上。
“神威”3千亿次机诞生以来,先后完成了20多个单位100多个课题的高性能运算,取得了振奋人心的结果。她以自己非凡的运算能力,证明了巨型机在国民经济建设中的重要作用。
追求是无止境的,继“神威”之后,金怡濂继续在新一代超级计算机系统的研制中执掌帅旗,他仍在续写人生的新篇章。