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中国超级计算机的发展历程
我国的超级计算机研制起步于 20 世纪 60 年代。到目前为止，大体经历了三
个阶段：
第一阶段：自 20 世纪 60 年代末到 70 年代末，主要从事大型机的并行处理
技术研究；
第二阶段：自 20 世纪 70 年代末至 80 年代末，主要从事向量机及并行处理
系统的研制；
第三阶段：自 20 世纪 80 年代末至今，主要从事 MPP 系统及工作站集群系
统的研制。
在 1983 12 月 22 日，随着中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河一号”
巨型计算机的研究成功，我国才真正跨入研发超级计算机的队伍！
一、银河一号，我国跨向 HPC 强国的第一步
谈到超级计算机，“银河一号”超级计算机是不得不提的重要角色。这位诞
生于 1983 年 12 月 22 日的计算大块头是我国第一款自主研发的超级计算机。研
制“银河”超级计算机的难度不是一般人能想象的：当时刚改革开放，国家百废
待兴，我国气象部门急需巨型机帮助进行中长期天气预报，航空航天部门急需超
级计算机以减少昂贵的风洞实验经费，石油勘探部门急需超级计算机进行三维地
震数据处理。曾经有一个部门租用了一台外国的中型计算机进行试验，但是计算
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机必须由外方控制使用，只能将计算题目交给对方帮忙计算，中国人不得进入主
控室。为了研制新一代导弹核武器，必须进行大量的数值计算和模拟来计算核武
器的杀伤效能等数据，显然不能再靠手摇计算机+“人海战”了。因此国防科技
大学计算机研究所根据时任国防科工委主任张爱萍上将的指示在 1975 年开始了
研制巨型机的调研。直到 1978 年 3 月，中央军委主席邓小平同志专门听取了关
于计算机发展情况的汇报后，才明确由国防科工委系统承担亿次机研制任务，张
爱萍将军为该机命名“银河”。历经 5 年研制后，“银河一号”才在国防科技大学
诞生。虽然“银河一号”的运算能力每秒钟只有一亿次，甚至比不上如今智能手
机的运算速度，但它却使我国成为了能研制巨型机的少数几个国家之一。之后，
国防科技大学又继续研发出“银河Ⅱ”“银河-III”“银河-Ⅳ”计算机，在我国不
同的科研项目中发挥着重要的“思考运算”工作。
二、曙光一号，我国首款基于通用微处理器的并行计算机
也许“曙光”系统的名头并不如“银河”系列、“天河”系列亮堂，但它也
是我国超级计算机发展道路上不可或缺的成员。我国首款基于超大规模集成电路
的通用微处理器芯片的超级计算机系统就是 1993 年由国家智能计算机研究开发
中心（后成立北京市曙光计算机公司）研制的曙光一号，其体积远远小于“银河
一号”。 1995 年，曙光公司又推出了曙光 1000，峰值速度达每秒 25 亿次浮点运
算，实际运算速度上了每秒 10 亿次浮点运算这一高性能台阶。之后 1997—2008
年，曙光公司先后在市场上推出曙光 1000A、曙光 2000-I、曙光 2000-II、曙光
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4000、曙光 5000 等超级计算机，其中曙光 5000 以 230 万亿次的峰值速度及 180
万亿次 Linpack 值，在 2008 年 11 月公布的全球 HPC TOP500 中位列第 10 位。
三、天河一号，我国首台千万亿次超级计算机
相信提到天河一号，大家都有所耳闻，由国防科技大学研发，诞生于 2009
年 10 月 29 日的天河一号是我首台千万亿次超级计算机。这台计算机以每秒 1206
万亿次的峰值速度和每秒 万亿次的 Linpack 实测值，使我国成为继美国之
后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。凭借超强的运算性能，它
在同年 11 月 17 公布的全球超级计算机 500 强榜单中取得了世界第五、亚洲第一
的成绩。后来国防科技大学在“天河一号”的基础上进行技术升级优化，推出了
性能更强的天河一号 A，拥有每秒 4700 万亿次的峰值性能及每秒 2507 万亿次的
Linpack 实测值。这也让它荣登第 36 届全球 HPC TOP500 的第一名——这也是
中国在 HPC 历史上的最佳成绩，打破了美国对此项目的长期垄断，实现了历史
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性的突破。不过，天河一号 A 擂主的位置并没有维护多久，仅在 8 个月之后，
日本的超级计算机就将天河一号“挤下擂台”。
国防科技大学在 2013 年 6 月推出了天河二号，并以每秒 千万亿次浮点
运算的峰值性能成为了第41届全球HPC TOP榜单中的新科状元！需要指出的是，
天河二号使用的是国产的 Kylin Linux——麒麟操作系统，主要的研发、测试和
生产全部由来自国防科技大学及国内的计算机科学家完成，内部连接使用自主研
发的 TH Express-2，前端处理器则使用来自国内研发的飞腾中央处理器，而能耗
比达到了 亿次计算每秒每瓦特)也算是属于世界先进行列了。
