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2022年5月31日，国际超算组织宣布，位于美国橡树岭国家实验室的超级计算机“前沿”（Frontier）在2022年国际超算500强榜单中拔得头筹，以每秒1.1 百亿亿次的算力，登顶世界运行速度最快的超级计算机。“前沿”也是目前国际上公告的首台每秒能执行百亿亿次浮点运算的计算机。

要知道，一台普通的笔记本电脑，每秒只能进行几万亿次运算，所以“前沿”的运行速度是普通电脑的100多万倍。

前沿计算机

最近看到这则快一年前的旧闻，不禁感叹超算的变化实在太快了。就在2018年之前，我国的超级计算机，连续好几年雄踞国际超算榜首。现在却跌到了第六名。

巧合的是，在美国超级计算机登顶的前一个月，2022年4月，美国政府宣布将天津飞腾、成都申威等7家中国企业、机构列入“制裁名单”，理由是他们“从事的活动有悖于美国国家安全或外交政策利益”。这个理由看起来让人摸不着头脑，但是这7家机构都参与了中国正在开发的E级超算，也就是每秒运算速度可以达到百亿亿次的超级计算机。显然，美国制裁这7家机构，就是为了在中美超算竞赛中占据优势。

目前看来，美国暂时赢了一局，但没关系，从历史上看，在超算领域，美国一直在使用各种办法遏制中国，但它的制裁、封锁，始终在起着反作用。我们的超算，就是在逆境中成长起来的，从无到有，从弱到强，最终走到了世界领先地位。

那么，中美在超算领域曾有过哪些博弈和竞争呢，中国超算又是如何实现零的突破，成为世界领先的呢？

今天我们就来聊一聊中美在超算领域的大国博弈。喜欢的朋友还恳请您点赞关注支持，谢谢大家。

说起超级计算机，一直有种奇怪的舆论，那就是超算是个面子工程，跟老百姓的生活没关系。还真有不少人信了。

事实上，但凡对超算有一点点了解的人，都讲不出这种话来。

超级计算机因为其强大的数据运算和分析能力，被广泛应用于气象、生命科学、海洋环境、石油物探、工业生产、影视娱乐等多个领域。对我们的衣食住行、生活的方方面面，都有着极其重要的影响。

比如天气预报。天气预报不准确是可以谅解的，因为影响天气变化的因素实在太多，变化速度太快，想要准确的预报天气，需要处理非常庞大的数据，普通电脑有点困难，但如果用超级计算机来计算这些数据，那就叫一个降维打击。

在这个领域，已经有了应用案例。2016年，中国的一个超算项目，预报一个40000公里*6000公里*30公里的模拟区域的天气，而且可以精确到每488平方米内的变化。该项目后来获得了“超算界的诺贝尔奖”――戈登贝尔奖。

再比如开发新药，传统药物的研发路径，需要通过大量实验探索进行，时间长、成本高，成功率也相对较低。而使用超算后，全流程仿真研发全过程只要大约2周的时间，并可预知结果。

此外，超算还可以用于交通优化、地震预测、天体物理研究等等。

最要紧的还是国防科技领域。超算对于核武器和高超音速武器的研发，是至关重要的。举个例子，当年中国搞两弹一星工程，没有超算，甚至没有普通计算机。为了验算一组数据，团队可能需要打几个月的算盘，万一哪个环节算错了，还得全部推倒重算。如果当年就有超级计算机的话，可能几秒钟就能出结果。

而现在，中美俄等核大国承诺不再进行核试验，超算也有不小的功劳。因为有了超级计算机，就可以模拟进行核试验，再也不用真的引爆一颗蘑菇蛋了。

美国还在海湾战争中开启了超算应用之先河，战争爆发前，美国就使用超级计算机对“沙漠风暴”行动进行了模拟演练。

大家看，超算有这么多重要的作用，是当之无愧的国之重器，具有重要的战略意义，是每个大国必不可缺的宝贝。

中国自然也不例外。

2016年6月，中国超级计算机“神威-太湖之光”名列世界高性能计算机排行榜首。虽然中国多年以来一直领跑世界超级计算机500强排行榜，但是大部分超级计算机都采用了美国设计的处理器，而“太湖之光”采用的则是由上海高性能集成电路设计中心提供的国产SW26010多核处理器。

也就是说，“太湖之光”显示了中国计算机工业的真正水平。该计算机的成功震惊了那些质疑中国本土高技术创新能力的人，而隐藏在背后的，则是中国计算机工业漫长的自主发展历程，几十年来从无到有，从弱到强。其间走过太多的弯路，受了美国太多的气。

1958年，哈尔滨军事工程学院制造了中国的第一台真空管计算机。而在国际上，美国已经远远走在前面。1961年，美国IBM公司研发7030计算机，每秒运算速度可以达到60万次，而中国最先进的电子计算机运算速度只有5万次，差不多只是人家的1/12。

1964年，中法建交后，中方曾经通过法国公司，求购美国的这款7030计算机，哪怕价格高达700多万美元，也得咬着牙买下来。

问题是人家宁可不赚钱！

当时有个巴黎统筹委员会，简称巴统，该委员会由美国主导，旨在对社会主义国家实行禁运和贸易限制，将涉及军工、尖端科技的上万种产品都列入了禁运清单，7030计算机也在其中。

1972年，就在美国总统尼克松对中国的划时代访问之后不久，一个由美国顶尖计算机科学家组成的代表团也踏上了中国的土地，他们的目的，就是看看中国计算机工程师们在被封锁的情况下，干的怎么样了。

美国人的轻视，从最开始就彰显无疑。美国计算机科学家代表团是由一个年轻的系统设计工程师塞弗罗・奥恩斯坦略施小计拼凑的。奥恩斯坦热衷于旅游，特别希望来中国工费旅游。但他知道，以他的资历是无法获得官方邀请的，于是他玩了一个小花招。他拟定了一份美国最知名的计算机科学家名单，然后逐一去电，谎称其他科学家都同意加入访问中国的代表团，于是一些美国一流的科学家纷纷报名，包括诺贝尔奖得主和计算机科学教授赫伯特・西蒙，以及一批耶鲁大学、哈佛大学的教授等等。

随后，奥恩斯坦将代表团人员的简历送到了位于渥太华的中国驻加拿大大使馆。1972年7月份，代表团对中国进行为期3周的访问，主要目的地是当时中国的2个主要计算机科学中心，即上海计算研究所和北京计算技术研究所。

那么，代表团的结论是什么呢？

他们返回美国之后。在《科学》杂志上发表报道，“中国的计算机技术在没有外部援助的情况下依然迅速发展”。中国计算机科学家的成就令人印象深刻。中国的工厂已经能开始生产第三代计算机技术的核心材料―集成电路。

代表团还报告说，中国对超级计算机非常感兴趣，可能已经开始做研究工作了。中国的工程师们对到访的美国科学家表示，自力更生是国家的骄傲，更是科研工作的必需。

今天，我们都知道西方国家有个套路。某些高精尖技术，我们没有，他们就随意抬高价格、卡脖子不卖；但一旦我们开始攻关了，取得一定突破了，西方就会迅速降价卖给你，目的就是要搞一个“造不如买”的氛围，削弱你自主研发的能力。

于是，1976年，即将卸任的美国总统福特，以“对华友好”为官方说辞，同意将两台赛博172型入门级超级计算机出口给中国。

但是超算这个领域，老美的计谋没得逞。说难听点，也和美国当年作风太恶心有关。

赛博172，即便只是入门级的超算，美国也很“严谨”的在交货前阉割性能，还将其使用范围限于石油勘探数据测算，严禁中国用于别的地方。

更过分的是，美国还要求赛博172运到中国后，我们建一个全透明的玻璃房子放置计算机，平时必须上锁，计算机也要设置开机密码。钥匙和密码由美国专门派人来中国保管。

玻璃房还要装上监控，方便美国监视。

于是，我们每回要用超算的时候，还得先跟这个美国“牢头”申请，好言好语请他开门解锁；而且使用的时候，全程都在美国的监控下。

问题是，这超算是我们花钱买的，是在中国的土地上用得，最后还得这么看人家脸色。这真是憋屈到家了。但凡有点骨气和血性的，都受不了这个气。两年后，1978年3月，邓公指示：“中国不能没有巨型机！”这个巨型机，说的就是超级计算机。

当时，我们和美国的差距有多大呢？

美国的新一代超级计算机运算速度，每秒25亿次。中国，每秒200万次，不到美国的1/1000。即便是超算的入门门槛，也得每秒一亿次。我们离门槛还差50倍。

1978年5月，长沙工学院，也就是后来的国防科技大学成立专业团队，正式开启了亿次超级计算机的研制工作。

这里，就不提当年的前辈们是如何废寝忘食的投身研发了。

1983年，我们终于比原计划提前一年，造出了中国第一台超级计算机――银河一号。从此中国成为继美国和日本之后，世界上第3个可以自主研发超级计算机的国家。

不过，银河一号，以及后来的很多超算，都有个隐患――那就是大量部件，包括核心的处理器，都是从国外进口的，西方随时都有可能卡我们的脖子。

1992年，银河二号诞生。1993年，曙光一号诞生，这是我国第一台高性能并行计算机，也是第一台可以商业化运行的超级计算机，峰值运算速度可以达到6.4亿次每秒。

此后，一台又一台超级计算机面世，捷报频传，从曙光1000到曙光2000，再到曙光5000、曙光6000，还有银河三号、银河四号，直到2010年，中国研制的天河一号突然获得了世界排名第一。

此时，距离那个求着美国“牢头”开门用超算的年代，已经过去了整整30年。

2013年，中国花了两年多时间，自主研发的天河二号，在广州超级计算中心投入使用，并且在当年的全球超算榜单中，再次获得世界第一；更了不得的是，天河二号又在随后2014年和2015年稳居全球榜首。据统计，“天河二号”一共连续六次获得第一名的称号。

但是我们并不满足。因为超算的世界，更新换代实在太快了。2015年，中国计划升级天河二号，预计完成后，能将运算速度提高到原来的三倍。

这下美国真的坐不住了。当时在任的美国总统奥巴马几次在国情咨文里提到，美国科技受到了威胁，于是下令禁止出口芯片。2015年4月9日，美国商务部发布了一份公告，决定拒绝英特尔公司向中国的国家超级计算广州中心出售至强芯片用于“天河二号”系统升级的申请；国家超级计算长沙中心、广州中心、天津中心和国防科技大学四家国家超算中心被列入出口管制名单，理由是 “危害美国国家安全和外交利益”。

美国人的目的达到了，因为无法获得更多超算芯片，天河二号被迫中断升级计划。

美国人寻思着，这样总安全了吧，明年的世界第一，总该是我了吧。

他们的预测对了一半。2016年，天河二号的排名的确跌了。但第一名，依然不是美国人。

谁是第一名呢？来自中国的神威-太湖一号，最让人震惊的是，这台超算使用了中国自主研发的“申威 26010”众核处理器，运算速度是天河二号的三倍，峰值达到了12亿亿次以上。此后神威-太湖一号连续4次夺得全球第一超级计算机称号。

神威-太湖之光能够夺得TOP500第一名，是因为在研制过程突破了一系列核心关键技术。

比如它用的国产众核处理器，这个“众核”的“核”数比“多核”还要多，一个 CPU 里面有260个核，相当于现在1个CPU里面集成了原来的260个CPU，有260个处理器。

另外还有很多技术创新，比如我们的超算，比较“瘦”。一个超级计算机系统通常需要一个篮球场大小的场地来放置机柜，如果组装密度不够高，会导致场地不够用和无法放置。而我们的超算在结构设计上实现了高密度高精度组装结构，巧妙地解决了这个问题。与此前排名世界第一的美国“泰坦”系统相比，占地面积是它的85%，性能却是它的两倍。

而且，不久之后，天河二号也换上了国产芯片，性能大幅提升，此后继续和神威-太湖之光一起包揽冠亚军。

所以说，美国的这一轮制裁，好像制裁了个寂寞。

神威-太湖之光和天河二号的霸榜，持续到2018年。这期间，美日等国也在发力，研发性能更高的超级计算机。2018年，美国率先推出“顶点”超级计算机，夺回世界第一。日本也紧接着推出了“富岳”超级计算机。直到去年5月，美国率先拿下百亿亿次的E级超算，暂时拿下中美超算竞赛的第二局。

目前，我们虽然不在榜单的前三甲，但不必太过担心，因为全球TOP500的榜单里，中国有226台超级计算机登榜，占到了总数的45%以上，在数量上是绝对领先的。而第二名的美国只有114台，几乎只有我们的一半。

而且，中国超级计算机的软件和硬件，除了冷却系统之外，都已经实现了国产化。除了我们前面提到的超算芯片，还有高速互连通信网络系统、存储系统、维护监控系统、电源系统、操作系统、编译系统等等，都可以自己自足。所以说，我们在超算领域已经完全摆脱了被美国卡脖子的局面。

此外，我们也在研制自己的百亿亿级超级计算机，目前我们已经有了天河三号E级原型机，神威E级原型机和曙光E级原型机。其中天河三号的研制已经到了最后阶段，预计很快就将正式面世。

所以美国才急了，为了抢第一，干脆把7家参与研制E级超算的中国机构都列入制裁名单。

但正如伟人所说的，“封锁吧，封锁十年八年，中国的一切问题都解决了。中国人死都不怕，还怕困难吗？”

纵观中国超级计算机的发展历史，我们可以看到，越是能自力更生，就越是能一步步打开局面，不会受到美国制裁的影响。美国对中国的打压和遏制是注定不会成功的，反而只会加快中国前进的步伐，加快中国发展的速度。

好啦，我们今天就聊到这里，我们下期视频不见不散，谢谢大家。

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