联想超算的三张面孔
文
史中
年，河北涿州，暖风和煦。
阳光从铸铁平推的窗子射进来，屋里不明不暗。
只是这硕大的房间有点怪异。在四周白墙之中，竟然还套着一个玻璃房子。在玻璃房中间，竖立着一台硕大的机柜。
这是一台超级计算机，简称超算。玻璃房的大门上挂着一把锁。锁头的钥匙揣在一个大鼻子蓝眼睛的人口袋里。在玻璃房子旁边，有他单独的一间办公室。
超算的开机密码就在这个美国人脑袋里，但他不会对任何一个黄皮肤的人说。每次中国人想要计算石油勘探数据时，都要请这个美国人打开超算，我们给计算机输入的每一个字节都在他的监督之下。
没错。这台超算是中国辗转从美国进口来的。而由于冷战时期“巴统”的禁运限制，超算绝对不能让中国人用于石油勘探以外的用途，尤其是武器研发。
那一年，中国的人口达到了人。遗憾无数科学家日夜奋战，却尚未打磨出一台能与国际顶尖水平匹敌的探矿、气象、海洋预测亟需的超算。
计算力，是一个民族生存在这个星球上的钢铁武器。
而我们，也曾手无寸铁。
丘吉尔、罗斯福、斯大林
雅尔塔，
（一）
仿佛一个巨人从睡梦中醒来，一团云雾顶天立地。巨大的呼啸追随爆燃的光闪，渴望把戈壁滩上的一切过往都扫荡殆尽。
冲击波把时间永远钉在了年10月16日。原子弹如同塔里木盆地最深处的新生婴儿，那些为它的降生付出半生韶华的科学家们双手挥舞向天，告慰共和国的艰辛岁月。
镜头轻轻摇动，就在“横空出世”之前一个月，一个尚未脱尽稚气的小伙子，眉眼带刀，走进了北大物理系的教室。
他就是祝明发。
彼时的北大物理系，可谓群星闪耀，用祝明发的话说就是“当时全清华都没有北大物理系培养的院士多”。一位年轻的北大学者隐姓埋名冲在前沿武器研究的队伍里。他就是后来人们熟知的氢弹之父，于敏。
于敏和夫人孙玉芹
由于美欧的技术封锁，全中国万平方公里上，性能最好的只有一台在苏联帮助下研制的“每秒万次”的电子管计算机（机）。而且，95%的时间都要分配给原子弹的计算。最初，于敏就是靠这5%的计算力，带着团队人手一把计算尺，废寝忘食地用肉身做计算。
之后他们才慢慢等来了每秒5万次的J机和机，最终在原子弹爆炸后的第三年成功试爆了氢弹。
站在两弹先驱们身侧，祝明发用血肉穿行了这段历史。“计算力”这三个字的沉重，他比别人更刻骨铭心，只恨自己还是个本科生，知识羽翼尚不丰满，只好发奋学习。
而国家命途多舛，年文化大革命爆发，祝明发的学业被延缓，直到年才正式毕业。
延迟毕业丝毫没有浇灭他胸中的报国火焰。祝明发被分配到北大附属的北京电子仪器厂，他负责研究的方向，正是芯片、晶体管和大规模集成电路。
故事由此开始。
祝明发
从上个世纪开始，石油勘探能力就一直是各个国家争夺的技术高峰。而石油勘探需要高强度的计算。为了我们的能源命脉，年，国家交给北京大学一个光荣而艰巨的任务，研制一台每秒百万次的计算机——代号“北大机”。
北京大学、厂（北京有线电厂）、石油部，三家单位总共好几百位工程师，凑在一起干。文化大革命时讲究自力更生，完全不能进口，每个元器件都是中国人自己造出来的。当时世界顶尖水平是每秒千万次，我们的超算能达到百万次，和世界的差距并不如后来的八九十年代大。
祝明发回忆。
他清楚地记得，年，警车开道，十几辆卡车拉着“机”几十个两米高的机柜，浩浩荡荡驶出北京，前往石油部徐水机房。
“当时的道路不够好，汽车开得很慢，就怕颠簸对计算机造成损伤。到了之后，我们花了整整三个月的时间把计算机重新拼好测试完毕。”祝明发说。
机
摇摇晃晃的卡车开进了历史的深处，直到那场改变中国的春天降临。
（二）
年，在停滞了多年以后，国家恢复了高考和研究生考试。
那一年，全中国录取了大概一万零五百位研究生，祝明发位列其中。他成为了中科院计算所的一名研究生。两年后，他被国家公派出国留学，在美国密西根州立（韦恩）大学拿到了硕士和博士学位，并且进行了两年人工智能的超前沿研究。
七载春秋。年，祝明发回到祖国。
实际上，力邀祝明发这个洋博士回到计算所的，是中国计算机史上传奇的人物——被誉为中国计算机之母的夏培肃。之所以她要找祝明发，也是有原因的。
夏培肃
刚才我不经意提到了祝明发在美国研究的方向——“人工智能”。没错，在历史长河里，人工智能迄今已经历了三起两落，而我们故事行进至此的-年，正是人工智能第二次高潮席卷的时代。
那时的人工智能比现在的人工智能更配得上“智能”二字，因为当时科学家的主要思路比较激进——想要用人工智能实现“超越人”，而不是今天通过数据统计“模仿人”。（当然事实证明那条路尚未走通，此乃后话。）
那个年代霸占报纸头条的新闻，不是三十年后的阿法狗大战李世石，而是日本搞出了“第五代向量机”，除了超强计算力外，还拥有模仿人类神经运作的能力。于此，全世界各个国家展开了计算机方面的“军备竞赛”，那种疯狂并不输如今的人工智能第三次浪潮。
而面对全世界一浪高过一浪的科技竞赛，被冷战遏制多年的中国显得被动。一边工业爆炸式发展，在短时间内极度渴求计算力；另一边自主技术却没办法满足。正是在这种情况下，进口计算机成为了被迫的选择，于是才出现了我在开头描述的一幕，计算机被玻璃房子罩起来。
但这是赤裸裸的屈辱。
四位科学家联合向中央建议实施国家级高科技战略，这就是大名鼎鼎的“计划”。
计划四位倡导者：陈芳允、王淦昌、杨嘉墀、王大珩（这四位的名字如果你不查字典都能念对，还是挺厉害的。）
计划覆盖各大科技领域，而具体到计算机方面，就是“智能计算机项目”，祝明发在这个领域是屈指可数的技术专家，所以他顺理成章地成为核心成员。
夏培肃发现一个重大的问题。如果按照日本的路线走，会成为越来越专用的计算机架构，而她却认为另一条路更有希望，那就是通用架构下的“并行计算”。
如果把专用架构比作一只鹰，那么通用架构并行计算就像一大群麻雀。二者真打起来，孰优孰劣很难判断。
两种技术路线着实进行了一番凶狠的缠斗，结局是：从90年代开始，全球所有高性能计算机几乎全部转向了并行计算。站在后来回望，当时用来决断的机会窗口其实非常短，一步走错，就可能损失十年。
历史奖赏了夏培肃先生的坚定。
年，拥有“并行计算”能力的BJ-01计算系统研发成功，黑暗的铁门被中国科学家撞出一道裂缝，金色的曙光洒进来。
年
研究成果论文发表
历史的舞台安静非常，一束追光正等来人。
那就是曙光。
这是“计划”寄予厚望的一个项目。一句话说，它的使命就是打碎那个“玻璃房子”。这个明星项目由李国杰院士牵头，祝明发任技术负责人。
当时的科学家们面临一个困境：
中央处理器，也就是CPU，和国际差距过大，在短时间内中国很难自主研发。这是一个残酷的现实。面前有两个选择：1、等待我国CPU技术发展成熟，再来研制中国自己的计算机；2、先购买intelCPU，把计算机整机技术磨练成熟。
爱国情怀让他们想选择第一条路。但科学家必须尊重理性，他们知道，技术如同一辆飞驰的列车，晚一秒上车，都可能被对手拉开巨大的差距。如果此刻赌气等待，很可能未来将一无所有。
科学家们一致同意，先用intelCPU。
并行计算，要求把几百颗CPU像广场舞一样整齐划一地调度起来，这就需要很多举着“小黄旗”的调度员。在机箱里，这个调度员就是“通信芯片”。
通信芯片示意图
（你中哥画了一个小时）
为了研发这个通信芯片，祝明发带着几十位科学家、研究员、博士生夜以继日。
然而，最担心的情况还是发生了。通信芯片研究完成，放到主板上与CPU连接，在这么小的方寸世界里，仍然像有一堵看不见的玻璃墙——信号就是无法传输到CPU。
“不用说，intel的芯片肯定没有问题，问题肯定出在中国人的芯片上。”他们想。但所有的人反反复复检查了三个月，就是找不到问题所在。
最焦灼的时候，祝明发亲自上阵，想了几天，他把同事们都叫在一起，说：根据我的经验，问题不在我们，在于intel，在这个CPU的附属连接芯片上。
大家都张大了嘴。
祝明发让大家试着绕开这个附属连接芯片，敲击回车，奇迹发生了，系统跑通了！
曙光
（三）
荣获国家科技进步一等奖，曙光名声大噪。
中国科大陈国良院士找到祝明发，你这个机器能不能卖给我们做教研用？祝明发说，可以啊，我再给你做一台。机器入驻后，在中国科大机房门口挂了个牌牌：国家高性能计算中心（合肥）。
一发不可收拾，西南交大，复旦大学，华中科技大学纷纷购买这台超算，成为了国家高性能计算中心（成都）（上海）（武汉）。。。
连国际友人都看上了这台机器，在澳门的联合国软件所，喀麦隆雅温得第二大学也强烈要求中国援助他们一台。。。
祝明发考虑到友邦山高水长，这机器全是特制硬件，坏了也不好修啊。于是他思考良久，决定用一套更通用的国际芯片，做成了曙光A送给了他们。
当时我的同事们跟去喀麦隆调试机器，培训他们的人员，连机房的桌椅板凳都是一起援助过去的。同事回来跟我说，那边的蚊子个个有大拇指那么大。。。
祝明发回忆峥嵘岁月，笑了。
雅温得第二大学
没想到，为非洲兄弟做的这个无心插柳的改进，却大大提高了工程化程度，成本大幅降低、生产更加容易、使用起来也非常方便。
年9月，辽河油田负责采购的同事找到计算所，有意向购买一台和非洲兄弟一样的超算。
祝明发听到这个消息，心中波涛翻涌。他仿佛看到时代在宣布，中国人用玻璃房子里的外国计算机寻找石油的日子，终于走到了终点。站在此刻，已经没人能阻挡中国计算机技术的前进浪潮。
历史证明，这一幕还有更深远的意义：中科院自主研发的超算终于走出了自己的科研圈子，在残酷的市场竞争中拼命扎下根。
辽河油田
三年时间，技术持续改进，在祝明发手上陆续卖出四十台超算，进入了气象、海洋、地质等各个领域，逐渐替代进口超算，支撑起了国计民生的各个领域。在同等的性能下，我国自主研发的超算价格是进口的一半，秒杀敌手，风光一时无两。
年，中国入世。市场经济成为了每个人呼吸的空气。
祝明发手握下一代计算机的技术路线，心里却在艰难抉择：如果继续做大商业化，一定会涉及到工程化、标准化的生产，在中科院计算所的体系内继续耕耘，恐怕不如在一家企业更适合。
但是，把这么精密庞大的超算技术工程化，可不是哪家企业都能接得住的。他举目四顾，有一家公司再合适不过了。不是外人，正是同样生长于中科院计算所这片热土的联想。
彼时的联想，刚刚从对抗八国联军的“微机之战”的尸山血海里爬出来，坐上个人计算机民族品牌第一把交椅。年，联想拍拍身上的灰尘，进军服务器领域。
祝明发找到时任计算所所长兼联想董事长，曾经给20万让柳传志创业的曾茂朝：“我想带队到联想继续做超算，你看如何？”曾茂朝很爽快：“我欢迎你！”他找到杨元庆布置此事，很快，祝明发团队正式进入联想，组件高性能服务器事业部。
当时的祝明发
（四）
跟随祝明发加入联想的十人队伍中，有一个沉默寡言却神情坚定的技术悍将，他就是肖利民。
肖利民出生在江西赣州。直到考上大学之前，他只见过电脑一面。那是在中学兴趣班的窗口，他向里张望：
敲一下键盘，就跳出来很多图表和曲线，非常神奇。而且那时候觉得，做计算机多好啊，每天都能坐在空调屋里！
他说。
就凭着这一秒钟的记忆，高考填志愿时，他写下了清华大学计算机系。
年，他大学毕业。恨不得上百家单位争着邀请肖利民加入，他自己反倒迷茫了。最后他决定：以静制动，继续深造。当时他可以选择被保送到两个地方，中科院软件所和中科院计算所。
“要是搞了软件，那硬件怎么办？所以我选了自己当时认为软硬件都有的计算所。”肖利民笑。
肖利民
到了计算所，需要选一位导师。看着这几位导师的名字，肖利民又犯愁了——都不认识啊。于是，他像掷骰子一样随便选了一位。你可能猜到了，这位导师就是祝明发。
那时候，祝明发正带领技术团队攻关曙光，最后整机成型时，通信软件已经有些落后，改进通信软件的任务，就落在了研究生小肖身上。没想到他完成得非常出色。
虽然很年轻，但肖利民展现出了耀眼的技术光芒。跟随着后几代超算的研发，他逐渐成为技术核心骨干。而加入联想之后，肖利民更是直接扛起了联想高性能计算研发团队负责人的职责。
从科研院所到企业，肖利民发现眼前的世界简直“换了人间”。
原来在计算所，做项目只需要满足一个指标：技术的创新性。现在在联想，做项目至少要满足三个目标：1、技术的创新；2、合理的工业设计；3、卖得出去（性价比）。
先说技术。
简单理解，当时超级计算机在国际上有两条路线：MPP和Beowulf。（后者俗称自攒机群）
打个有趣的比方：
MPP就像是一窝蜜蜂。每个蜜蜂都有各自分工，连生理结构都不同，如果离开集体就没办法生存。MPP架构的超算，每台服务器单独拿出来都没办法工作。Beowulf就像是一群人。每个人都是一个完整的单元，离开集体也能生活。Beowulf架构的超算，每台服务器单独拿出来，都是一台小超算。
估计你也能猜到，“蜜蜂型”的MPP超算，资源利用效率会比“人型”的Beowulf高出一大截。况且当时Beowulf架构的论文刚出来，稳定性、软件兼容性都很弱鸡。
于是国内外很多专家都在怀疑：Beowulf做超算，可能是一条死路。
但祝明发不信邪。“未来对计算的需求越来越大，计算的技术一定是越来越通用，不可能越来越专用。”他咬定。
肖利民和他的老师看法出奇一致。于是，那一年整个团队人几乎全部铺在新生的Beowulf集群架构上。
Beowulf集群
再说工程设计。
当时的大规模超算系统，光服务器节点就有个。仅仅通电这一个简单动作，都要仔细设计。因为如果一拉闸，台服务器同时上电，瞬间电流非常大，总闸一定会被烧毁。
过去在计算所，肖利民他们的解决方式是——手动给一台台机柜分批上电。现在你做的可是产品，你再让客户也雇个人，每天专门负责拉闸，这就很可笑了。万一他不懂这背后的原理，再把电拉错了。。。
这事儿必须要在联想的产品里解决。肖利民专门招来了供电专业的博士专家，带队研究电路控制系统。
这还不算，台服务器节点，上面的系统难道要人手动去安装次吗？把工程师累吐血不说，关键是人手动安装，配置总会有些许的不同，这导致每台机器“千机千面”，调度起来容易玩脱。。。
所以，肖利民又专门安排团队，开发了为所有服务器自动安装系统的软件工具。
像这样的工程细节数不胜数。所幸，联想工程化部门做PC的时候之前已经踩过十几年的坑，这些丰富的经验都可以给肖利民参考，此事不在话下。
这是年联想在合肥的联宝工厂
当时应该还没这么先进
再说“有谁买”。
年春节之后。祝明发打听到中科院数学院数学所需要买一台大机器。他赶紧跑去和负责人也是老朋友张林波教授说，我们联想也参与投标，行不行？
张林波教授知道联想公司以前没做过超算，但是眼前这个人，可是多年的老朋友了，他的团队在中科院计算所做出的东西是什么水平，张教授心里非常清楚。
于是联想顺利入围招标。
数学所的经费有限，对于机器的要求是个节点，峰值性能每秒亿次。
面对这第一个大单，彼时的联想内部发生了一个有趣的事情：
本来，新业务成立，按照惯例公司是要拨一笔广告费的。但是祝明发在一次讨论会上提出，高性能计算，做广告怕是效果有限，不如我们把广告费的钱给贴到产品里。他要节点的，我们给他节点，他要亿次，咱们给他弄个一万亿次，搞个大新闻！
改变资金用途，还是个挺严肃的事情。当时这一纸请示已经到了杨元庆。杨元庆听完团队的计划，说：“就这么干！”
那次招标，各大顶尖中国公司都来了，国外的顶尖公司IBM、SUN、SGI也都来了。
各家公司讲标书的过程很逗。
有的公司方案“中规中矩”：按照你的预算，我给你做节点亿次的机器；有的外企方案“高高在上”：节点，亿次这都没问题，但价钱得涨50%；结果联想上台一讲就“跪了”：我给你节点，一万亿次的性能！加量不加价！
旁边几位投标的都惊了，像看疯子一样盯着联想的人。
“你们这么干，不赔钱吗？”对手问。“我们愿意！”联想的人回答。
拿下标之后，压力瞬间到了肖利民的研发团队身上，他们开始没日没夜挑灯夜战。
掰掰手指头也能知道，节点数量翻一倍，性能最多翻到将近亿次，达不到万亿次啊。。。于是团队又换成了当时intel刚出的新一代的CPU，性能到了亿次。最后差一点，只能从软件上优化。
团队甚至把intel的优化专家都从美国请来指导，结果他只把性能往上拱了一点。肖利民见状，赶紧把专家送回美国，还是拉着队伍自己上。就这样拼了命，终于把这台机器的稳定在了实际性能1万亿次，峰值性能2万亿次。
这就是联想第一代超级计算机——深腾。
当时一位研发工程师小姐姐站在深腾前留影
中国人第一次做出每秒1万亿次的超级计算机，史册留名。（当年全球最快超算是NEC的地球模拟器，每秒35.86万亿次运算。）
中科院数学所，稀里糊涂地捡了个大便宜。。。
说得这么热闹，其实从年4月中标，到7月交货，联想高性能计算团队干了这么多活只用了3个月时间。8月，联想在总部东侧大楼召开新闻发布会，宣布自己刚刚造出了中国第一台万亿次计算机，所有记者都热血沸腾，但业界同行却冷眼相对。
“一个做微机的，能做这么高科技的东西？是不是假的啊！”有人嘀咕。
好在有人说公道话。不久，全国专家对项目进行了成果鉴定。无论怎么测，万亿次性能都是实打实。又有业内对手诋毁说，深腾是外国人帮忙造的。
祝明发气得大发雷霆，指着自己团队的一张张面孔质问对方：你说，我们这里哪一个像外国人！
年11月，在全球最权威的超算Top排名中，深腾代表中国人，历史上第一次杀进排行榜，并且占据了第43名的高位。关键在于，深腾是用集群架构做到的这个性能，而其他排名更前的，99%都是采用MPP那种传统专有架构做的。（只有排名24位的海德堡大学超算是采用集群架构，但它是一个研究型计算机，不是商品机。）
那一年，高性能计算并行环境的发明人，超级计算机界公认的泰斗BillCrops来北京参加世界数学大会，祝明发特意拉他过来参观深腾，他看得眼里放光，走之前在留言簿上写下一句话：
Weseethefutureofcluster