李國杰院士中國高性能計算機產(chǎn)業(yè)化的開拓者
李國杰院士在中國計算機學(xué)會YOCSEF10周年大會作報告
去年歲末之際,作為我國863計劃的重大成果,由國家智能計算機研究開發(fā)中心和曙光公司聯(lián)合舉辦的“曙光1號”高性能計算機誕生20周年紀(jì)念活動在北京召開。20年前,在國家863計劃支持與推動下,中國第一臺SMP(對稱式多處理機)“曙光1號”問世,此舉成功打破了國外IT巨頭對我國信息技術(shù)的壟斷,曙光1號誕生的第3天,美國便宣布解除10億次計算機對中國的禁運!兩院院士王大珩認(rèn)為:“曙光1號”的誕生,其后續(xù)創(chuàng)造出的價值和當(dāng)時歷史階段的作用,不亞于兩彈一星。而“曙光1號”也在1994年被李鵬總理寫入了當(dāng)年的《政府工作報告》。自此開始,中國的高性能計算機產(chǎn)業(yè),開始走向了一條自主創(chuàng)新的發(fā)展之路。這種創(chuàng)新精神與實踐匯聚成“計算的力量”,向世界預(yù)示和展現(xiàn)著偉大“中國夢”的宏偉藍(lán)圖。
這項重大成就的取得離不開李國杰院士的卓越貢獻(xiàn),李國杰是中國高性能計算機產(chǎn)業(yè)化的開拓者,中國工程院院士、原國家智能計算機研究開發(fā)中心主任、曙光信息產(chǎn)業(yè)公司董事長。李國杰院士主要從事并行處理、計算機體系結(jié)構(gòu)、人工智能等領(lǐng)域的研究。1995年至2001年任曙光公司總裁,1995年至今任曙光公司董事長。2000年至2011年任中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所所長。近20年來他領(lǐng)導(dǎo)中科院計算所和曙光公司為發(fā)展我國高性能計算機產(chǎn)業(yè)、研制龍芯高性能通用CPU芯片做出了重要貢獻(xiàn)。他曾多次主持科學(xué)院、自然科學(xué)基金和863計劃重大項目研究,兩次擔(dān)任973項目首席科學(xué)家,先后獲得國家科學(xué)進(jìn)步一等獎、二等獎、首屆何梁何利基金科技進(jìn)步獎等獎項。他主持研制成功“曙光1號”并行計算機,曙光1000大規(guī)模并行機和曙光2000、曙光3000超級服務(wù)器,領(lǐng)導(dǎo)計算所研制成功龍芯高性能通用CPU,其中,“曙光1號”獲1994年中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎和1995年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎;曙光1000獲得1996年中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎和1997年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎;曙光2000和曙光3000分別獲得2001年和2003年國家科技進(jìn)步二等獎。
提起李國杰院士的創(chuàng)新成果,他總是把成績歸功于團(tuán)隊!李國杰曾說,創(chuàng)新不一定是創(chuàng)造奇跡,不要太寄希望于個人的突發(fā)奇想,更多的要依靠制度的運作,依靠團(tuán)隊的力量。創(chuàng)新不等于完美,科技含量越高,錯誤也就越多,不要怕創(chuàng)新中犯錯誤,加強對錯誤的測試與驗證是成功的必然保證。
李國杰院士辦公室工作照
崢嶸歲月 豐碩成果
李國杰曾說:“看到國內(nèi)的陰暗面,而不失去振興中華信心的有志人才,和受過西方文化熏陶但不迷戀西方舒適生活的學(xué)者,是振興民族產(chǎn)業(yè)的脊梁。”這也是他自己為人為學(xué)心路歷程的集中寫照?;仡櫼徊ㄈ鄣那髮W(xué)經(jīng)歷,李國杰坦言,國家的大形勢可以決定個人命運。他說,雖然受了很多的挫折,卻不見得是壞事,經(jīng)過大起大落的錘煉,更能夠“苦其心志,勞其筋骨,增益其所不能”。
1960年,李國杰進(jìn)入湖南省農(nóng)業(yè)機械化學(xué)院學(xué)習(xí)。1961年,該院由于國家處于困難時期而停辦,他被分配到一個鋼鐵廠工作,被迫中斷學(xué)業(yè)。1962年5月,李國杰得到消息:原下放的學(xué)生可以參加高考,他參加了第二次高考,幸運的地再次跨入了大學(xué)校門,成為了北京大學(xué)物理系的一名學(xué)生,但文化大革命中又一次被“掃地出門”。1978年,他的人生有了真正的轉(zhuǎn)機,全國恢復(fù)研究生招生。他成為了中國科大計算機系的研究生。從物理系到計算機系,兩個專業(yè)的跨越,李國杰認(rèn)為“志向比興趣更重要”。興趣是可以培養(yǎng)的,胸懷一顆上進(jìn)之心,就會發(fā)現(xiàn)自己的興趣所在。1981年,李國杰前往美國普渡大學(xué)攻讀博士學(xué)位,師從華云生教授。這段留學(xué)經(jīng)歷成為他的人生轉(zhuǎn)折點。1987年他滿懷報國熱情學(xué)成回國。
在度過了20多年艱難曲折的求學(xué)歷程之后,李國杰終于在43歲真正地開始了自己的事業(yè)。
然而事業(yè)一開始他就遇到了巨大的挑戰(zhàn)。
高性能計算機是國家信息產(chǎn)業(yè)的一個制高點,當(dāng)年是西方發(fā)達(dá)國家對中國施行禁運政策的年代,我們即使買來一部超級計算機,也要被關(guān)在“玻璃房子”里,只能由國外賣方人員監(jiān)控使用。這在當(dāng)時李國杰帶領(lǐng)下的超算人眼里,是個令人恥辱的事情!他們當(dāng)時就在心里暗暗發(fā)誓,一定要自主掌握高性能計算機的技術(shù),為產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展開辟出新的曙光,“曙光1號”也因此得名。
在國家863計劃支持下,時任國家智能計算機研究開發(fā)中心主任的李國杰帶著一支從沒有設(shè)計經(jīng)驗的隊伍,克服重重障礙和困難,不講條件、不問待遇,抱著“人生能有幾回搏”、“只爭朝夕”的精神,自行研制出我國第一臺高性能計算機“曙光1號”,“曙光1號”成為中國第一臺自主研發(fā)的全對稱緊耦合共享存儲多處理機系統(tǒng)(SMP)。李國杰本人也由此獲得了1994年度何梁何利基金獎。在以后的歲月里,他們相繼研制成功曙光1000、曙光2000、曙光3000等高性能計算機,這些成果使我國一躍成為少數(shù)幾個有能力制造大規(guī)模并行計算機的國家之一。李國杰認(rèn)為,正確的方向和開放的環(huán)境是“曙光1號”成功的關(guān)鍵。
據(jù)介紹,“曙光1號”定點速度每秒6.4億,主存容量最大768MB。在對稱式體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)核心代碼并行化和支持細(xì)粒度并行的多線程技術(shù)等方面都實現(xiàn)了一系列的技術(shù)突破。硬件的技術(shù)突破包括多處理機共享內(nèi)部總線協(xié)議設(shè)計、多機中斷控制器芯片設(shè)計等;軟件包括SNIX(Symmetric uNIX)操作系統(tǒng)采用的細(xì)粒度加鎖以及動態(tài)分配I/O中斷向量以實現(xiàn)多機系統(tǒng)對稱式處理的方法;在UNIX核心中增加共享資源進(jìn)程以及成群調(diào)度(Gang Scheduling)策略,在用戶空間以庫函數(shù)的方式實現(xiàn)線程(Threads)概念,支持中微粒度的并行計算等。
李國杰院士參加中國共產(chǎn)黨第17次全國代表大會
推動科技產(chǎn)業(yè)化 架起創(chuàng)新的橋梁
除了知名學(xué)者外,李國杰院士還有另外一個身份——曙光信息產(chǎn)業(yè)有限公司董事長。1995年,作為中國市場上首臺自主研發(fā)的高性能計算機,“曙光1號”折價2000萬人民幣知識產(chǎn)權(quán),吸引資金成立了曙光信息產(chǎn)業(yè)有限公司,李國杰任董事長兼總裁。
曙光這么多年在技術(shù)上沒有走過什么彎路,緣于李國杰的不斷糾偏。在曙光現(xiàn)任總裁歷軍看來,他的導(dǎo)師李國杰院士一直“站在高處,方向把握得很好,指導(dǎo)非常有效”。多年來,李國杰院士與歷軍總裁一起,帶領(lǐng)這家公司從一家弱小的研究所轉(zhuǎn)制企業(yè)迅速發(fā)展成為重要的高性能計算機廠商。市場研究機構(gòu)IDC日前公布的報告顯示,曙光公司成為國內(nèi)唯一一家繼續(xù)躋身世界高性能計算機領(lǐng)域前十強的企業(yè)。2004年,曙光4000A系統(tǒng)峰值超10.2萬億次,成為中國第一臺進(jìn)入全球超級計算機500強排行榜前十的計算機;2008年,曙光5000A再次入選TOP500榜單前十位,成為亞洲最快的超級計算機;2010年,曙光星云系統(tǒng)峰值每秒3000萬億次,實測峰值達(dá)每秒1271萬億次,位列世界第二。目前,“曙光星云”超級計算機的運算能力已經(jīng)相當(dāng)于20年前“曙光1號”的400多萬倍。在“2013年中國高性能計算機TOP100排行榜”中,曙光以35%的市場占有率,連續(xù)5年蟬聯(lián)國內(nèi)市場份額第一。借助開拓大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的碩果,以及云計算市場穩(wěn)步提升的態(tài)勢,曙光高性能計算機營業(yè)額的排名已升至全球第六,亞洲第一。
創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力,也是中華民族最深沉的民族稟賦。當(dāng)前,我國各大領(lǐng)域的信息化建設(shè)都需要創(chuàng)新應(yīng)用的鼎力支撐,而高性能計算無疑成為了中國信息化的巨大動力?!靶畔⒓夹g(shù)是當(dāng)今世界創(chuàng)新速度最快、通用性最廣、滲透性最強的高技術(shù),信息科技領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和發(fā)展水平是國家創(chuàng)新能力的突出體現(xiàn)。”李國杰如是說。近年來,肩負(fù)著創(chuàng)新驅(qū)動使命的曙光公司,以技術(shù)帶動市場,始終堅持自主創(chuàng)新,曙光公司從技術(shù)創(chuàng)新走向產(chǎn)業(yè)化,讓高性能計算走出實驗室,廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。在這個創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,我國也躍入了超級計算機強國之列。
李國杰說:“實踐證明:選擇做什么事情,不做什么事情確實很重要,如果大的方向沒選準(zhǔn),工作的價值就不大。做計算機與做論文不一樣,應(yīng)當(dāng)更多地與國家的重大需求,與市場需要結(jié)合起來?!崩顕鼙硎荆壳霸朴嬎阋呀?jīng)走過了概念炒作期,進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展的平臺期。接下來借助云計算推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,對經(jīng)濟(jì)和民生產(chǎn)生實實在在的影響,是發(fā)展云計算產(chǎn)業(yè)的下一個目標(biāo)?!耙貏e強調(diào)以應(yīng)用牽引云計算和智慧城市建設(shè),這是云計算良性發(fā)展的必由之路?!崩顕苷J(rèn)為,曙光公司開發(fā)出很多云計算應(yīng)用軟件和解決方案,已投入到商業(yè)運行,接受了市場洗禮。近年來,曙光公司正在逐步從“硬件提供商”向“云計算服務(wù)提供商”邁進(jìn),目前已在中國西南、華南、華中、東北等地成功實現(xiàn)了“城市云”布局,籌建了成都、無錫、南京、包頭等十個城市云計算中心,產(chǎn)生了較好的社會效益。曙光公司于去年12月19日宣布計劃三年內(nèi)在中國完成云計算戰(zhàn)略布局。曙光提出的云計算模式叫做“城市云”,近年來曙光重點在城市云和政務(wù)云方面進(jìn)行深入發(fā)展,并已在全國范圍內(nèi)部署了多個計算中心。城市云與智慧城市是相通的,都是為了讓居民與企業(yè)更加自由、方便地享受信息化帶來的便利。曙光還將其計算能力推廣到互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、生物、氣象、石油、科研、電力等多個重點領(lǐng)域,使其成為目前能與國外大公司相抗衡的“中流砥柱”。曙光公司也因此成為我國高技術(shù)領(lǐng)域依靠自主創(chuàng)新發(fā)展壯大的一個成功范例?!澳_踏實地,不慕虛榮”,這是李國杰在國家智能計算機研究開發(fā)中心成立初期寫下的自勉題詞,也是對曙光推廣發(fā)展云計算的期望。他要求曙光公司走“在實踐中創(chuàng)新”的路線,腳踏實地推廣云計算應(yīng)用。
2013年,曙光公司再次擔(dān)任科技先鋒,在業(yè)內(nèi)率先推出的XData大數(shù)據(jù)一體機與解決方案,從數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面構(gòu)建了完整的數(shù)據(jù)管理鏈條,并為政府管理和企業(yè)決策提供了安全可信的大數(shù)據(jù)支持平臺。據(jù)報道,曙光公司市場份額不斷上升,主要是因為公司把高性能計算與現(xiàn)在主流的IT趨勢結(jié)合起來。曙光目前正在研究整合大數(shù)據(jù)與云計算的高性能計算機,預(yù)計今年年底前做出具體產(chǎn)品。高性能計算契合了大數(shù)據(jù)在運算能力、高性能存儲等方面需求,而大數(shù)據(jù)則給高性能計算提供了新型商業(yè)市場,有助于推動高性能計算拓展新的市場藍(lán)海,兩者在產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈上的緊密銜接可以很好的推進(jìn)信息資源組織模式的深入變革與發(fā)展。
李國杰院士于2012年在神州9號酒泉發(fā)射中心
為產(chǎn)業(yè)發(fā)展建言獻(xiàn)策
早在1980年,美國未來學(xué)家阿爾文•托夫勒便在《第三次浪潮》一書中,將大數(shù)據(jù)贊頌為“第三次浪潮的華彩樂章”。不過,直到2009年,“大數(shù)據(jù)”才開始成為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)行業(yè)的流行詞匯。今天,“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)在各行各業(yè)衍生出形形色色的數(shù)據(jù)應(yīng)用。李國杰院士曾表示:“推動大數(shù)據(jù)研究的動力主要來自企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益”。IBM、谷歌、亞馬遜、Facebook等跨國巨頭正是發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的主要推動者。
在去年12月舉辦的中國大數(shù)據(jù)技術(shù)大會上,李國杰表示,應(yīng)加強推廣用已掌握的大數(shù)據(jù)技術(shù)來處理、發(fā)展國內(nèi)的數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)。他特別強調(diào),需提高國內(nèi)企業(yè)的數(shù)據(jù)意識。李國杰認(rèn)為,從技術(shù)發(fā)展的角度來看,大數(shù)據(jù)就是三件事:第一是提高數(shù)據(jù)意識,用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè),不糾纏什么是大數(shù)據(jù);第二是應(yīng)對大數(shù)據(jù)對技術(shù)的挑戰(zhàn),研究處理、存儲大數(shù)據(jù)的新技術(shù);第三是不斷地把新技術(shù)用于大數(shù)據(jù)處理,從已有的數(shù)據(jù)處理技術(shù)過渡到變革性的大數(shù)據(jù)新技術(shù)。李國杰認(rèn)為大數(shù)據(jù)將顛覆過去的商業(yè)思維,未來企業(yè)的核心競爭力,既不是資金,也不是現(xiàn)有市場規(guī)模,而是對大數(shù)據(jù)的掌控分析能力。
李國杰認(rèn)為大數(shù)據(jù)對產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境的顛覆基于以下三大趨勢:首先,軟件的價值同它所管理的數(shù)據(jù)的規(guī)模和活性成正比;其次,越靠近最終用戶的企業(yè),將在產(chǎn)業(yè)鏈中擁有越大的發(fā)言權(quán);第三,數(shù)據(jù)將成為核心資產(chǎn)。形成繁榮的大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng),必須做好兩件事:第一要盡量擴大數(shù)據(jù)的來源,第二要盡量發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價值。
李國杰認(rèn)為大數(shù)據(jù)的商業(yè)機會主要分為兩類:一類是提供“硬件+軟件+數(shù)據(jù)”的整體解決方案,以平臺性為特征,提供基礎(chǔ)服務(wù),如IBM、微軟等公司;另一類是以Facebook、亞馬遜和谷歌等公司為代表,基于自身海量的用戶信息,提供精準(zhǔn)營銷和個性化廣告推介等商業(yè)活動。其中大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的上游公司掌握大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),開展跨網(wǎng)站、跨產(chǎn)品、跨終端、跨平臺的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),掌握全部網(wǎng)絡(luò)用戶和服務(wù)提供商,實現(xiàn)人、機、物三元世界的融合;中游控制某些垂直領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的公司,在特定區(qū)域成為規(guī)則制定者和商業(yè)模式創(chuàng)新者;下游是大數(shù)據(jù)生態(tài)圈里的數(shù)據(jù)提供者、特色服務(wù)運營者和產(chǎn)品分銷商,其中一半以上將被淘汰。
李國杰為大數(shù)據(jù)時代我國的信息安全問題擔(dān)憂。他公開表示,美國“棱鏡”計劃給國家信息安全敲響了警鐘,政府應(yīng)該對國產(chǎn)廠商自主可控的信息系統(tǒng)加大政策支持力度,并對國外公司建立嚴(yán)格的審查機制和市場準(zhǔn)入制度。
從技術(shù)層面而言,科學(xué)家至今還沒有最有效的辦法為個人隱私“上保險”。 李國杰指出,“棱鏡”只是全球信息戰(zhàn)爭的冰山一角,我國信息安全問題面臨著越發(fā)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)時代的信息安全恐怕需要新的社會規(guī)則來規(guī)范使用數(shù)據(jù)的行為。李國杰在接受媒體采訪時曾表示:“如何通過立法和各種手段真正保護(hù)個人的隱私,這是國家需要高度重視的一個新的安全問題?!?BR> 他曾在報告中指出,“棱鏡”計劃的曝光讓我們認(rèn)識到,為短期經(jīng)濟(jì)利益忽視信息安全的做法無異于飲鴆止渴,非常危險。他表示,經(jīng)過30年的改革開放,我們的主要經(jīng)驗還是利用廉價勞動力做信息產(chǎn)品的組裝加工,對于建立有技術(shù)自主權(quán)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)卻沒能走出一條成功的道路。他說,“經(jīng)過多年的競爭洗禮,現(xiàn)在是建立自主生態(tài)系統(tǒng)的時候了。”
李國杰院士還呼吁國人積極支持我們中國人自主的產(chǎn)品,對尚且稚嫩的中國自主產(chǎn)品多一點包容,要給國產(chǎn)軟件“打補丁”的機會,因為信息產(chǎn)業(yè)不同于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),先占領(lǐng)市場的企業(yè)通過軟件兼容性使用戶產(chǎn)生路徑依賴,后來者打破技術(shù)壟斷十分困難。在李國杰看來,“現(xiàn)在是發(fā)展有技術(shù)自主權(quán)的信息產(chǎn)業(yè)、建立自主可控技術(shù)體系的時候了,大數(shù)據(jù)和云計算給發(fā)展自主可控的計算機體系帶來難得機遇?!崩顕苤赋觯瑢τ趪篮蛧覚C要部門,確保信息安全是第一位要求。應(yīng)當(dāng)采取“國產(chǎn)設(shè)備和軟件到什么水平就用什么水平產(chǎn)品,以用促產(chǎn)”的政策,最大限度避免芯片和軟件“后門”等安全隱患。李國杰院士說“滿意的國產(chǎn)設(shè)備是‘用’出來的。創(chuàng)新是一個試錯過程,必須給國內(nèi)設(shè)備廠商試用完善的機會。設(shè)計能力再強的公司也不可能一次設(shè)計滿足全部要求,國外的系統(tǒng)軟件也是靠‘補丁’一步步完善的?!彼粲跞绻蠹夷苡泄沧R,中國自主產(chǎn)品的成功就不需要太多的時間。
目前,李國杰院士已經(jīng)卸任了一些職務(wù),但是他身上肩負(fù)的那一份沉重的責(zé)任感以及對事業(yè)極大的熱情始終如一。作為我國計算機領(lǐng)域的中流砥柱,李國杰院士在推動我國計算機領(lǐng)域發(fā)展方面,仍在不遺余力地貢獻(xiàn)力量。李國杰院士老驥伏櫪的精神,讓人敬仰!
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