1946年世界上第一台计算机叫ENIAC，它诞生的时候占地170平方米，相当于两个教室那么大，它的功耗有150千瓦，而它的计算速度是每秒5000次。而我们的智能手机，功耗不到1瓦，每秒计算速度可达到几十亿次。而超级计算机的计算能力呈指数增长，超级计算机就像超级大脑，几十万、上百万的计算单元组合在一起，形成了超强的计算能力。

　　超级计算是人类发展的“超级利器”

　　我们为什么需要超级计算机？可以简单地拿步枪和大炮做一个比喻，普通的计算机就像步枪灵活实用，但是要去攻城拔寨就需要大炮，超级计算机的作用就是来攻城拔寨。2016年AlphaGo横空出世，在围棋大战中以四比一击败了李世石，今年又击败了柯洁。AlphaGo的超强能力一方面是因为新的人工智能算法的推动，另一方面它的后台具备千万亿次的计算能力，也就是说它工作1小时，相当于中国13亿人上百年的工作量。

　　超级计算实际上在更重要、更广阔的领域有它的重要价值，把它简单概括成叫“算天”“算地”“算人”。“算天”是算什么？我们的天气预报，同时研究宇宙起源和演化的重要能力；“算地”是算什么呢？实际上就是算地质的演化，还有我们的油藏，地下能源的勘探，我们简单地把它比喻成“给地球做CT”；“算人”是什么呢？基因数据是一个庞大的数据群，我们需要用超级计算机来进行基因大数据的分析，来揭示人类基因的密码。所以说，超级计算是解决人类重大问题和社会发展重大问题的一个“超级利器”。

　　30年拼搏赢得世界第一

　　在我们这个领域，非常有代表性的一个故事叫“玻璃房子”。当时我们的中石油、国家气象局需要超级计算机，花高价从国外的一些机构购买了超级计算机，但买回来以后，要建独立的机房，把数据交给他们，由他们的工程师进入机房进行数据处理，我们自己的人员只能隔着窗户看一下这台超级计算机。

　　2007年我在开展理论物理的博士研究工作时需要用到超大规模的计算，但是在我们国内很少有这种平台能够提供超级计算能力，所以就跟美国联合培养。我到了美国以后发现这种差距更大，美国一个普通的高校就可以有一台相当规模的超级计算机。

　　非常幸运，回国以后不久，在国家重大专项的支持下，天津滨海新区开始启动我国第一家国家级超算中心的建设。我毅然加入到这个筹建团队，2010年我们开始正式安装调试“天河一号”系统，全面安装的时候已经进入到七、八月份，外面30多度，因为没有空调，实际上机房里面40多度。大家累了就躺在我们设备的大纸箱子上休息一下，醒了再接着干。用了七个月左右的时间完成了别人要一年多才能完成的工作。

　　2010年11月17日，“天河一号”取得了世界第一的突破。实际上在“天河一号”取得世界排名第一之前，基本上是美国一家垄断这个世界排名第一的位置，日本是在2002年左右取得过世界第一。当时有美国的媒体就问：中国的超级计算机为什么能跨越式发展？我们说一个国家、一个团队持续30多年在这个领域里不断地坚持、不断创新，我们拿到世界第一有问题吗？

　　中国创新在质疑声中成长发展

　　“天河一号”取得世界第一不久，质疑的声音接踵而来。很多国内外专家和媒体质疑中国的“天河一号”是为排世界第一而造，中看不中用，甚至调侃它就是一台大游戏机。听到这个信息，我怒了！我立了个军令状：干不好“天河一号”的应用，我卷铺盖走人！当时我把我们团队打造成了一个叫“天河”应用拓展的售前、售后、研发的“三体”。“天河一号”刚运行时，我们部署一套国际上药物研发领域的通用软件，遇到了非常严重的不兼容问题。我们通过20多个日夜上千次调试、编译，最终把不兼容的问题解决了。现在再看我们的“天河一号”，它每天在线的运行任务1400项，每天完成近万项的任务，这种应用规模实际上是很多欧美超算中心都很难达到的。现在的“天河二号”“神威·太湖之光”等等这些超级计算机都在国家的科技创新和产业领域发挥着越来越强大的作用。

　　创新并不都是艰苦卓绝的或者高大上的，有的时候创新也来自于我们日常的生活。2012年我们遇到数据出现严重拥堵的问题。这是个什么概念呢？比如一个超级大工厂，每一个车间生产能力都很强，但这些产品在运到仓库存放的时候都堵在了仓库门口。如何解决这个问题？我出差时发现在车站人流密集的地方，会把一个大进出口用安全栅栏隔离开，分成很多小的通道，提升了通行的效率。这个设计启发了我，我回去把我们整个数据的输出分成很多通道，把我们数据的存储效率提升了大概一倍。

　　现在我们又启动新一代“天河”百亿亿次超级计算机的研制，我们把它简称为“E级计算”，这是现在全世界超级计算机领域共同面临的一个挑战。而现在美国和日本也在向这个E级计算挑战。实际上超级计算机的研制是一个国家电子信息技术发展的核心驱动，更快的超级计算机也是我们国家应急、防灾、能源保障等等这些重点领域的重要支撑。未来，我们的超级计算机是具有更广泛应用前景的新一代的“超级利器”。

　　（孟祥飞，国家超级计算天津中心应用研发部部长，本文编辑整理自孟祥飞2017年11月11日在央视《开讲啦》的演讲）