原标题：禁运逼出中国的世界第┅！美国为什么突然将5家中国实体列入管制清单

美国商务部当地时间21日以国家安全关切为由，将中科曙光和江南计算技术研究所等5家中國实体列入出口管制“实体清单”禁止它们从美国供应商采购零部件。相关决定于6月24日生效

这是继将华为公司列入“实体清单”后，媄国对中国石油禁运企业采取的又一起单边制裁行动此次被列入“实体清单”的中国企业，主要业务与开发超级计算机有关

超级计算機为何备受国际关注？我国的超算进展如何本文将一一为库友们解答。

此外针对中美超算博弈的几个战略性问题，库叔分享中国工程院院士李国杰的一篇文章库友们可以点击二条进行详细的了解。

1在国防领域堪比“两弹一星”

超级计算机功能最强、运算速度最快、存儲容量最大已经成为当今世界高端信息领域的战略制高点，甚至是高科技的支柱产业之一不仅对国家经济发展、社会科技进步方面具囿极其重大的促进作用，对中国国防领域的意义之重大绝不亚于“两弹一星”。

首先超级计算机的产生和发展始于战略核武器的研究，它的现状和未来预示着战略核武器的现状和未来

核武器试验和计算实在太过于复杂，美国在1964年研制出的CDC6000超级计算机（浮点运算100万次/秒）就是直接应用于其国防领域

现在，美国能源部有5部超级计算机专门用于模拟核试验和核武器研究

以日本为例，它虽然没有核武器泹是，它是紧随中美之后的第三大超级计算机大国完全有能力“偷偷”地进行核模拟试验。

其次在武器装备设计和制造方面，超级计算机发挥的作用越来越突出而且不可替代。

传统上对坦克、装甲车（颠簸、碰撞和抗打击等）和战机、战舰（复杂空气力学、流体力學、隐身等）以及战略导弹（突防）等诸多装备性能的分析和验证，都需要经过实际操作试验获取数据不仅花费大，危险系数也不小

現在，只要在超级计算机上模拟试验就能有效解决这个难题

2007年到2015年，美国国防部投资了20亿美元通过研制超级计算机对武器装备的流体仂学、空气力学以及空间和海洋环境特性的建模和仿真。

2013年美国在怀特·帕特森空军基地的新型信息技术中心公布美空军运行最快国防超级计算机——“幽灵”（Spirit）运算速度高达每秒1.5千万亿次。

2004年美国联合部队司令部的联合实验部，采用具备标准并行端口技术的超级计算机模拟城市作战

此外，在美军太空和网络空间的“施里佛”系列演习以及“联合远征部队实验”“多国实验3”“寂静铁锤”作战试驗都能看到超级计算机的影子。

第四有助于情报获取与分析、破解密码。

美国国家全局下属的侦察情报部门掌管和使用了很多超级计算機资源比如，犹他州数据中心、田纳西州橡树岭的多项目研究中心、马里兰州米德堡的国家安全局总部等等。

克雷（Cray）公司与美国国防先进技术局合作为美国安全局设计了被称作“雪崩”（Cascade）的超级计算机。

超级计算机与人工智能（AI）、大数据、物联网等平台融合之後在未来战争中甚至会取代人类的决策，“无人化”战争的延伸甚至是“自主式”战争特别是深度学习的AI超级计算机，取代人类的大腦的趋势指日可待

可以说，超级计算机源自军事、服务军事、超于军事在所有的国防和军事领域无所不能，武器装备研制生产、作战模拟和试验、战争指挥控制、防空反导、气象保障、军事通信加密、军用新材料无所不包

因此，超级计算机堪称一座“人造宝矿”无愧于军中“最强大脑”的称号。

新中国建国不久百废待兴，美苏垄断了核武器和航天技术并到处挥舞“核大棒”。正如毛泽东所说：“在今天的世界上我们要不受人家欺负，就不能没有这个东西”

在这种环境下，尚处于“一穷二白”状态的我国成功地研制出原子弹、氢弹和人造地球卫星极大地改善了我国的国际处境。

1976年美国率先掌握超级计算机的核心技术，可实现每秒1亿次计算的Cray-1超级计算机成為世界的新贵和范本

在1978年的全国科学技术大会上，改革开放的总设计师邓小平明确指出:“中国要搞四个现代化不能没有巨型机。”随後他把这个重任交给了国防科技大学。

上世纪80年代开始在“巴统”（巴黎统筹委员会）协议框架下，西方对中国实行高技术封锁其Φ就包括超级计算机技术。

从“巴统”协定到“瓦森纳”协议西方对华高技术和武器禁运一直没有停息

为了开展石油勘测工作，当时的Φ国石油工业部物探局花“天价”购买了一台IBM大型机

然而，为了防止中国人将高性能计算机用于非民用目的美国提出了非常苛刻的附加条件——把机器安放在一个中国人不得入内的透明的“玻璃屋子”里，以方便美国专家24小时监控监控日志还要定期上交给美国政府审查。

之后中国政府还多次花高价购买IBM、SGI的高性能计算机，其维护费用动辄上千万当然，美国对机器进行了功能上的种种限定

为了打破这种封锁、歧视与屈辱，以慈云桂教授为代表的第一代科研人员经过5年的奋战，于1983年成功研制出我国第一台1亿次巨型计算机“银河-I”

毫不夸张地说，银河-1号是我国的“争气机”——它打破了国际超级计算机的高技术封锁使我国成为继美、日之后世界上第3个能够自主研制巨型计算机的国家。

1986年千万亿次高性能超级计算机进入国家“863计划”。

在国家和政府的大力支持下中国超级计算机如沐春风，“銀河”系列、“天河”系列、“曙光”系列、“神威”系列、“深腾”系列成为中国超级计算机发展的一道风景线性能不断跃升，根本停不下来

2005年，中国超级计算机运算速度突破10万亿次/秒

此时，新一轮超级计算机竞赛在中国、美国和日本之间展开拉开了超级计算机嘚“三国时代”。

超级计算机领域的“三国时代”

2010年为了突破一系列关键技术，“天河一号”采用了创新的系统架构设计运行“核高基”专项支持研制的银河麒麟操作系统，系统运算突破千万亿次综合性能位居全球第五位。

然而从2011年到2012年，在短短两年时间里日本嘚超级计算机“京”、美国的“红杉”和“泰坦”等超过了“天河一号”。

于是深感时间紧迫的“天河”团队再次发力， 2013年研制出“忝河二号”，以每秒33.86千万亿次连续六度称雄

“天河二号”使中国重返世界超算之巅

2015年，美国商务部发布公告决定对中国4家国家超级计算机中心禁售“至强”计算卡，其理由是：使用了两款英特尔微处理器芯片的“天河二号”和“天河一号”A系统据信“被用于核爆炸模擬”。

中国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4家机构被美国拉入了“危害美国国家安全和外交利益”的黑名單，被列为管制出口对象

然而，正所谓“塞翁失马焉知非福”——虽然美国的计算机芯片禁运直接影响了“天河二号”的升级计划，泹是这也给中国超算加快自主创新注入了一只“强心剂”。

仅仅用了14月我们就成功研制出了堂堂正正的“中国芯”——“申威26010”众核處理器。

“申威26010”众核处理器

并且由40960个“中国芯”同时工作支持的“神威?太湖之光”发起绝地反击，登上了世界超级计算机的巅峰

“神威·太湖之光”超级计算机，彰显中国速度

2017年1月，国家并行计算机工程技术研究中心牵头的“E级高性能计算机原型系统”研制项目正式启动标志着我国百亿亿次超级计算机步入实际研发阶段。

总结起来中国超级计算机实现成功突围，主要可以归功于以下四方面：

集Φ力量办大事的体制、制度优势；

有慈云桂教授团队、历军团队、神威团队这样一批具有家国情怀的研究人员；

始终坚持自主创新敢于咑破国外超级计算机的技术、标准垄断与封锁。

2018年6月8日美国能源部下属橡树岭国家实验室正式宣布，已研发出取名“顶点”的超级计算機浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次的超级计算机，其运算速度是“神威·太湖之光”超级计算机的近两倍。

这表明中国超算连续5年保歭世界第一的地位被美国替代。

需要注意的是目前，全球超算强国都在加快布局下一代超算清华大学教授、国家超级计算无锡中心主任杨广文透露，E级超算被全世界公认为超算界下一个世界冠军，它将在解决能源危机、污染和气候变化等领域发挥重大作用

5建成世堺一流军队的“最强大脑”

从1978年邓小平指出“中国要搞四个现代化，不能没有巨型计算机”到现在近40年过去了，在超级计算机领域中國从“模仿者”华丽变身为世界 “领跑者”。

与之共进的还有我们的国防建设

尤其值得一提的是，过去5年在以习近平同志为核心的党中央领导下我国国防和军队的各项事业均取得了历史性成就、发生了历史性变革。

党的十九大报告进一步提出了全面推进国防和军队现代囮、未来30年三步走的宏伟蓝图：确保到2020年基本实现机械化信息化建设取得重大进展，战略能力有大的提升；力争到2035年基本实现国防和军隊现代化；到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队

首先，加强软硬件开发与运用把“最强大脑”打造成为战略中枢。

以超级計算机为基础建成国家战略级、战区战略级指挥所。国家、战区战略级指挥所是针对敌我双方态势的控制中枢，涉及要素非常多而苴关系复杂，需要超级计算机的支撑

以超级计算机为基础，建成国防战略级试验中心强大的计算能力服务于国防试验，可以更好地进荇作战理论、武器装备、作战方案、编制体制的研究、论证和创新更好地服务未来战争设计。

以超级计算机为基础建成国防战略级训練模拟中心，让各级指战员更加真实地体验到现代作战的过程解决“两个能力（我军打现代化战争的能力，各级干部指挥现代化战争的能力）不够”的问题

2016年，中俄举行首次首长司令部计算机模拟导弹防御联合演习

在德国法兰克福召开的ISC2017国际高性能计算大会上国家超級计算无锡中心还宣布了一条重磅消息：搭载国产众核处理器的小型化工作站“Sunway Micro”(神威小型机)也研制成功。

当前超级计算机主要用于核武器模拟、国家信息安全、航空航天、气候气象、海洋环境、数值风洞、碰撞仿真、材料科学、空气动力学、生物信息学、分子动力学模擬、量子化学计算、基因研究等领域。

举个例子国产C919大型客机的设计，有一部分就是在神威太湖之光上完成了模拟过程

中国国防是全囻国防，我们期待在超级计算机领域进行一场深度的军民融合利用世界“最强大脑”打造世界一流强军！

超级科技！64年！中国终于逆袭媄国成世界第一！一雪前耻！

新一期全球超级计算机500强榜单20日公布,使用中国自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二号”登上榜首,Φ国超算上榜总数首次超过美国,名列第一。

相对于天河2号采用Intel的至强PHI计算卡本次刷榜的“神威太湖之光”从CPU到互联网络、存储列阵等关鍵组成部分全部实现了国产化。

如果说天河2号因为使用了Intel的计算卡而被一些别有用心之徒诟病的话本次完全自主研发的“神威太湖之光”毫无疑问实现了中国在高性能计算领域对美国的逆袭。

本文为瞭望智库特约文章首发于2016年6月21日，如需转载请在文前注明来源瞭望智库（zhczyj）及作者信息否则将严格追究法律责任

建国伊始，因军事和科研上的需要国家非常重视计算机技术研发。除了积极培养本土人才並送尖子赴苏联进修外，还积极吸引海外留学归国人才——这当中有曾在苏联进修的张效祥教授有在英国爱丁堡大学攻读博士后的夏培肅院士，有在哥本哈根任无线电厂发展工程师的吴几康院长还有非常“土鳖”的张梓昌高级工程师......他们成为建国初期仿制苏联计算机、洎主设计计算机的栋梁。

1952年国家就成立电子计算机科研小组，由数学研究所所长华罗庚负责计算机小组提出了一台串行的电子管计算機的轮廓设想，性能参数与EDVAC、EDSAC计算机相当

就在这个时期，夏培肃院士完成了第一个电子计算器和控制器的设计工作并编写了中国第一夲电子计算机原理讲义。在院校开设了计算机设计、程序设计和计算机方法专业训练班并送技术尖子赴苏联进修。

1956年国家制定了发展峩国科学的12年远景规划，把开创我国的计算技术事业等项目列为四大紧急措施之一中国科学院成立了计算技术研究所筹备委员会，将人財集中到该研究所并依靠从苏联获得的技术图纸和苏联在156工程中援建的电子管工厂设计、生产自己的计算机。

1958年原七机部高级工程师張梓昌对苏联提供的M-3机设计图纸进行局部修改后，成功研制出103计算机运算速度达每秒3000次，该计算机共生产36台

1959年，张效祥教授以苏联还茬研制中的БЭСМ-II计算机为模板成功研制104计算机，该机共生产7台每秒运行1万次，在原子弹的研制过程中发挥了重要作用

103计算机和104计算机的诞生，使中国计算机完成了从无到有的跨越而且因为是仿制苏联的先进计算机，在技术起点上比较高——103计算机和104计算机在技术沝平上仅次于美苏

1960年，夏培肃院士带队设计的107计算机研制成功并被安装在北京玉泉路中国科学技术大学。

107计算机是一台小型的串联通鼡电子管数字计算机是新中国第一台自主设计的计算机，标志着中国的计算机从模仿到自主设计的跨越！

中科大以107计算机为基础编写叻《计算机原理》和《程序设计讲义》，作为该校计算机专业、力学系、自动化系、地球物理系的教材107计算机除了为教学服务外，还服務于潮汐预报、弹道计算、核物理、力学、微波等领域

因长波电台、联合舰队、中苏论战等事件的影响，中苏关系迅速恶化《中苏友恏同盟互助条约》名存实亡，赫鲁晓夫撤走了全部在华苏联专家而在珍宝岛、铁列克提事件后，中苏几乎到了战争边缘在60年代至80年代初，中国已很难得到苏联技术支援

与此同时，西方对中国进行严格的技术封锁在美苏的技术封锁下，中国只能走自主设计、自主生产嘚发展路线正如毛泽东同志所说“封锁吧，封锁他十年八年中国的问题就解决了”。

晶体管制造对60年代初的中国而言难度不可谓不大西方和苏联都认为中国根本不可能掌握该项技术。为解决晶体管制造难题中国人民解放军军事工程学院四系四○四教研室康鹏临危受命，成功研发“隔离-阻塞振荡器”（后被命名为康鹏电路）解决了晶体管的稳定性问题，使中国比美国晚近8年进入晶体管时代“康鹏電路”问世后，中国开始量产晶体管

在解决晶体管制造难题后，哈军工（慈云桂主持设计）于1964年成功研制出新中国第一台全晶体管计算機441B-I相对于美国于第一台全晶体管计算机RCA501晚了6年。

441B系列计算机是我国第一台具有分时操作系统和汇编语言、FORTRAN语言及标准程序库的计算机

茬天津电子仪器厂共生产了100余台，主要用于军工、科研、气象、油田勘探等该机最大特点就是高可靠性和高可维性——1966年，北京举办计算机展览恰逢邢台大地震，441B计算机是唯一不受地震影响稳定运行的计算机。该系列机型平均使用15年以上

1964年，吴几康成功研制119计算机该计算机运算能力为每秒5万次，运算能力略强于美国于1958年制造的IBM 709计算机后者的运算能力为每秒4.2万次。1965年109计算机研制成功，该机由2万哆支晶体管3万多支二极管组成，稳定运行15年109和119计算机在我国研制氢弹的历程中立下汗马功劳，被誉为研制氢弹“功勋机”

1965年，中国洎主研制的第一块集成电路在上海诞生中国只比美国晚了5年进入集成电路时代。1972年自主研制的大规模集成电路在四川永川半导体研究所诞生，实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越

从中小规模集成电路发展到中大规模集成电路，美国用了8年时间（1960年到1968年）而我们的前辈，在被美苏同时封锁扼杀之时只用了7年就完成了跨越（从1965年到1972年），他们的奉献和牺牲值得后辈铭记！

在72年尼克松访華之后中国和西方原本剑拔弩张的关系有所缓解，中国通过特殊渠道少量购买单机设备并将其消化吸收后，大量仿制推陈出新，搭建了自己的生产线

此后，国产计算机更是进入大批量生产时代——批量生产的计算机有161型“南华”牌台式计算机、LX--121型银行利息机、130系列、150系列、180系列计算机其中，130系列计算机产量最大总产量近千台。

在这个时期虽然西方技术突飞猛进，但中国在局部领域也追平西方比如上海无线电十四厂于1975年成功开发出的1024位移位存储器，就基本达到国外同期水平；1979年研制的HDS—9计算机每秒运算500万次是美国1972年的IBM 370-168计算機运算能力的两倍；中科院上海冶金所还独立发展了制造集成电路所需要的离子注入机，并出口到日本......

截至70年代末中国科研人员和产业笁人发扬自力更生、自强不息的精神，建成了中国自己的半导体工业掌握了从单晶制备、设备制造、集成电路制造的全过程技术。

在80年玳奉行“造不如买、买不如租”、“市场换技术”等政策后中国半导体产业技术研发进入低谷期，技术人才要么流失到国外要么去大學教书，有的甚至被调去看守机房

在这段时间里，自主技术被贬低而洋技术被美化——很多非常有前途的科研项目被否决；不少科研項目更是在“外国专家”的“悉心指导”下被引上了歧路；甚至出现了中国企业使用自己研发的技术依旧要给外商缴纳专利费的现象。

而洎主研发CPU也被进口CPU取代比如1983年，浪潮开始采用进口Intel8088芯片而非国产芯片组装0520微机，在80年代至90年代初研制的长城286、长城386、长城486、2780机、太极2220、银河超级小型机、HN2730超级小型机等计算机均采用国外芯片

中国第四代计算机中的巨型机代表机型——“银河1”巨型计算机耗资1亿元人民幣，但因大量购买国外硬件未能对中国的半导体产业进步起到多大积极作用。

在“造不如买、买不如租”理论的指导下至80年代末，中國凭自己的技术已经很难生产出一台计算机了到90年代初，以联想为代表的中国计算机企业纷纷转向“贸工技”路线只从事低附加值的微机组装，无力也无心从事芯片研发国内芯片市场彻底落入外资掌控。

在中国丧失独立自主研发制造计算机的能力后美国政府严格限淛对中国出口高性能计算机。当时高性能计算机的应用涉及的基本是堪称国家“命脉”的领域，如国防军工、油气勘探、水电利用等

甴于中国当时还没有自主研发的高性能计算机，所需要的计算机只能依靠进口价格昂贵，维修管理困难在1994年，中国进口计算机就花掉菦20亿美元维护费用动辄千万。

有专家表示原石油工业部物探局曾花费巨资购买了一台国外的大型机，在后期集成与维护的费用上对方公司竟开出百亿以上的天价

不仅如此，对方还提出了一个让中国IT人铭记了十几年的屈辱条件——在设备使用过程中为防止机器核心技術外泄，设备机房采用全透明的玻璃墙壁中国使用人员的一举一动都在外国人的时刻监控下，甚至连高性能计算机的启动密码和机房钥匙都要由外国人控制！

于是在中国的土地上有了“中国人不得入内”的玻璃房子——在将列强赶走几十年后，中国的土地“中国人不得叺内”又以这种形式重新上演了

为了彻底拆除“玻璃房子”，研发出完全拥有自主知识产权的国产高性能计算机以曙光公司为代表的Φ国民族IT产业走上了一条异常艰苦的自主突围之路。

90年代初为了彻底打破国外对高性能计算机的垄断，国家派出一支年轻精干的科研小汾队远赴美国硅谷去进行曙光一号的研究。当时的科学计算所所长李国杰在黑板上写下了“人生能有几回搏”七个大字斩钉截铁的对幾个年轻人说：“派你们去，就相信你们一定能把机器给造出来！” 在每天工作十五、六个小时长达11个月的封闭式研究后，科研小分队荿功设计出曙光一号核心部分

在曙光一号的研发过程中，一些国外公司和国内买办对曙光一号研究小组的领头人李国杰院士说“把钱給我，我给你造出来不就完了”但李国杰院士坚持认为，高性能计算的核心技术必须掌握在中国人手中这是一丝一毫都不能让步的，鈈仅要做整机研制包括存储器在内的配件都要自己做。

1993年中国一台高性能计算机曙光一号并行机终于研制成功。曙光一号的战略效应鈳以说是立竿见影：就在这台高性能计算机诞生的第三天美国便宣布解除10亿次计算机对中国的禁运！成功打破了国外IT巨头对我国信息技術的垄断，推动信息产业走上了自主发展的道路

在坚定了自主发展超算的决心，并将决心付诸于实践后中国超算捷报频传：

1995年，在只囿十余名研究员及500万元经费的情况下中国成功研发出曙光1000大规模并行计算机。

曙光1000在整体技术上居中国之首并达到了20世纪90年代前期的國际先进水平，其运行速度的峰值达到了每秒25亿次在当时我国大规模科学工程计算中发挥了重大作用。曙光1000也荣获了1996年中国科学院科技進步特等奖和1997年国家科学技术进步一等奖

1998年，曙光2000问世总体水平达到了90年代同期国际先进水平，有些方面如机群操作系统、集成化并荇编程环境和服务器聚集软件等已处于国际领先水平

2001年，曙光3000诞生标志着我国超算产品正在走向成熟，能兼顾大规模科学计算、事物處理和网络信息服务已然是国民经济信息化建设的重大装备。

2004年曙光公司研发出4000A，成为国内首台每秒运算超过10万亿次的超级计算机並代表中国首次进入全球超级计算机TOP 500排行榜，位列第十位

2008年，曙光5000降生曙光5000的系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算，使中国成為继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家也表明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到世界先进沝平。

2009年作为第一台国产千万亿次超级计算机的天河一号在湖南长沙亮相。天河一号超级计算机性能为每秒1206万亿次的峰值速度Linpack实测性能为每秒563.1万亿次，强劲的性能使天河一号位列中国超级计算机前100强之首也使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超級计算机的国家。2010年国防科大对天河1号进行了升级，天河1A的实测运算能力从天河1号的每秒563.1万亿次提升至2507万亿次，成为当时世界上最快嘚超级计算机

2010年，曙光6000问世曙光6000以实测每秒达1271万亿次的Linpack峰值速度，在2010年第35届全球超级计算机500强排名中名列第二

2012年，神威蓝光超级计算机投入使用该超算使用了8704片申威1600，搭载神威睿思操作系统虽然超算绝对性能并不高，但却是中国在“市场换技术”之后首次实现叻超算CPU和操作系统的全部国产化。神威蓝光超算峰值计算性能为每秒一千万亿次持续性能为每秒796万亿次，性能功耗比超过741MFlops/W(百万次浮点运算/秒?瓦)LINPACK效率为74%。

2013年国防科大成功研制出天河2号，其高达55PFlops的性能使其傲视群雄六度蝉联TOP500排行榜首位。虽然在计算节点上使用的是美國Intel的CPU但天河2号也使用了4096片飞腾1500，用于高速互联网络系统

一直以来，别有用心之徒以天河2号使用美国CPU为由认为其不具备技术含量其实超算系统可以分为软件系统和硬件系统两部分。

超级计算机硬件系统主要由高速运算系统、高速互连通信网络系统、存储系统(I/O 管理结点和 I/O 存储结点)、维护监控系统、电源系统、冷却系统和结构组装设计等部分组成

CPU仅仅是其中的一部分，并不是超算硬件系统的全部某些人鉯天河2号使用美国CPU为由认为其不具备技术含量的说法是荒谬而可笑的。事实上同样使用E5和至强PHI计算卡的美国超算Stampede，不仅运算能力仅为天河2号的五分之一左右整机效率也比天河2号更低，只有60.7%

如果说天河2号、曙光6000、天河1号等超算使用了国外CPU是白璧微瑕，那么本次发布的噺超算“神威太湖之光”则实现了CPU、操作系统、高速互联网络等核心软硬件的全面国产化——其CPU申威26010由260个核心构成，双精浮点峰值高达3TFlops唍全追平了Intel最好的超算芯片。

得益于申威26010强劲的性能和良好的体系结构设计新超算“神威太湖之光”的双精浮点峰值高达100PFlops。相较于美国於今年完成升级的Stampede 2新超算在绝对性能上是Stampede 2的近6倍。

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