今年9月，“天河一号”———我国首台千万亿次超级计算机系统的13排计算机柜在天津超算中心全部安装到位，开始进行系统调试并分步提交用户使用。

  国防科技大学研制的“天河一号”，作为“十一五”期间“高效能计算机及网格服务环境”重大项目的阶段性成果，在多项技术上取得了关键性突破。2009年11月发布的全球超级计算机500强排行榜中，“天河一号”以每秒1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的浮点运算速度名列第五，使我国成为继美国之后世界上第二个成功研制千万亿次超级计算机的国家。

  早在“九五”期间，我国就开始了“863”计划重点项目“国家高性能计算环境”的研究；“十五”期间，设立了“863”计划“高性能计算机及其核心软件”重大专项；根据国际国内相关领域发展情况，科技部在“十一五”863计划中设立了“高效能计算机及网格服务环境”重大项目。这一重大项目的总体目标是：研制成功每秒千万亿次浮点计算的高效能计算机，建成具有300万亿次以上聚合浮点计算能力和1000万亿字节以上存储能力的中国国家网格服务与应用环境，支撑信息化重要应用。

  据该项目总体组组长钱德沛介绍，“十一五”期间，高效能计算机的研发模式基本参照“十五”模式，集中于机器制造、网格建设、软件开发、产业应用4个方面。

  根据技术攻关和应用需求实际状况，“十一五”“863”计划千万亿次超级计算机的研制分两步走。第一期研制百万亿次高效能计算机，突破千万亿次机的关键技术；233万亿次的曙光5000A系统和157万亿次的联想深腾7000系统就是这一期的研究成果。

  百万亿次超级计算机的研制，为千万亿次的研发提供了宝贵经验。项目第二期即支持了“天河一号”和“曙光星云”两台千万亿次系统的研制，这两台千万亿次高效能计算机在系统性能上已达到世界领先水平，中科院计算所和曙光公司研制的“曙光星云”系统，更是在2010年6月的全球超级计算机TOP500中位居第二。 

“曙光星云”峰值性能达到每秒3000万亿次，实测浮点运算性能每秒1271万亿次，是中国第一台、世界第三台实现双精度浮点计算超千万亿次的超级计算机。

  “天河一号”和“曙光星云”的研制成功，标志着我国高效能计算机的研制能力和技术水平达到新的高度，同时为以计算方法解决国家面临的重大挑战性问题，提供了强有力手段。它们分别安装于天津和深圳的超算中心，正处于部署调试阶段，年底即可全部投入运行。

  中国国家网格的建设也取得了长足发展，“现在中国国家网格采用的是第四版网格软件，功能更强，系统更稳定。重大项目支持的高效能计算和网格应用达到了19个，而‘十五’期间只有8个。”钱德沛说，“中国国家网格的未来发展不可限量。”

  “863”计划高效能计算领域重大项目设立之初，就提出了“顶天立地”的战略方针。所谓“顶天”，是指在技术上要有所创新，搞出一批在世界上领先的高技术；“立地”则指技术发展要扎根于产业土壤，为产业尤其是高技术企业成长服务，以实现产业化为目标，在产品实际应用中创造出良好经济效益。

  项目实施过程充分发挥了科研院所、公司企业、超算中心三方优势。研发进程中，无论是研究所牵头还是院校牵头，都是本着同一目的，协力为产业化和应用服务。以“天河一号”的研发为例，国防科技大学作为课题承担单位，浪潮（北京）电子信息产业有限公司、国家超级计算天津中心作为协作单位，共同承担了千万亿次高效能计算机的研制任务。根据课题特点和单位自身情况，这3家单位紧密协作，取长补短。国防科技大学计算机学院利用其技术实力强的优势，承担了关键技术突破等关键技术性工作。浪潮（北京）电子信息产业有限公司利用其对外合作渠道广、产品化能力强等特点，承担了主板设计与固件设计，并利用对外渠道保证了系统技术突破和生产的顺利进行。国家超级计算天津中心在系统研制过程中大力开展应用推广和试算，并专门组织人力为各应用单位进行技术培训，使千万亿次计算机系统尚未落户即已初步积累了一批用户。

  这种产学研用相结合的方式大大提高了研发效率，使研究成果最大化、应用效果最优化，真正实现了高科技落地。在这一过程中，企业的作用日渐重要，曙光、联想、浪潮等企业均在国家“863”计划的支持下进入了高效能计算机系统开发领域。企业的参与，促进了高效能计算机的市场化和产业化，加快了我国高效能计算机的产品研制和市场推广，同时也为企业自身带来了无形的技术支撑和有形的效益保障。

  超级计算机作为解决重大挑战性问题的计算平台，其应用涉及各个领域。无论是石油勘探、气象预报、信息安全等传统重要领域，还是生物医药开发、材料微观结构研究等高新科技领域，都高度依赖高效能计算。尤其基础科学领域和尖端工程领域，对计算的需求更是永无止境。

  在完成曙光5000A和联想深腾7000两个百万亿次超级计算机的部署之后，中国国家网格已形成了380万亿次的聚合计算能力和2200万亿字节的存储能力，部署了200多个应用软件和服务，实现了日常运行，上海超算中心和中科院超算中心等主要节点的资源利用率均超过80％。中国国家网格支持了700多个各类科研和工程项目，在科学研究、经济建设和社会发展中发挥重要作用。如新药研发网格被选作国家重大科技专项“重大新药创制”项目“综合性新药研究开发技术大平台”等的基础平台，有力支持了国家重大专项的工作。科学数据网格直接支持了高能物理、天文数据挖掘和地学数据处理等应用系统开发。

  现在，国家超算天津中心、国家超算深圳中心和国家超算山东中心这3个千万亿次级的超算中心正在全面建设，将于2010年底前正式接入中国国家网格，使其成为国家高端计算基础设施，从而进一步增强中国国家网格的能力。

  重大项目今天所取得的成绩，是国家“863”计划20年支持的结果，也是该领域科技人员数十年艰苦奋斗的结晶。钱德沛教授将千万亿次超级计算机的研制和应用比作一个“与世界列强同场赛跑的过程”，这个过程永无止境。