科技日历|从无到有，我国第一台亿次巨型计算机“银河-I”诞生

36年前的今天，1983年12月22日，我国第一台亿次巨型计算机“银河”研制成功。

巨型计算机在石油、地质勘探、中长期数值预报、卫星图像处理、计算大型科研题目和国防建设等领域都能发挥重要作用。如果没有巨型计算机，就无法进行准确的中长期天气预报、有效的能源开发和勘探等，资料都不得不用飞机送往国外处理，不仅花费高昂，而且处处受制。

在这种背景下，自行研发巨型计算机势在必行。

1978年2月，国防科委将“银河”巨型机的研制任务交给了国防科技大学计算机研究所。担任总设计师的是时年60岁的慈云桂。

慈云桂(1917-1990)是我国知名的计算机专家和开拓者之一，曾任清华大学物理系助教、讲师，后又调任哈军工电子计算机系主任、长沙工学院计算机研究所负责人等职位。他曾主持研制成功我国第一台电子管专用数字计算机、第一台全晶体管化通用计算机和第一台百万次级集成电路计算机。

慈云桂团队调研起初瞄准的是美国德克萨斯仪器公司1972年研制的向量巨型机TI-ASC和CDC公司1973年推出的向量超级计算机STAR-100。但当接触到美国克雷研究公司1976年研制成功的新型“克雷-1”巨型计算机后，又改为瞄准了这台设计思想、性能更加先进的巨型机。

在两个方案——双向量(及浮点)阵列部件和共享主存的双中央处理机系统中，团队最终选择了前者。原因之一是巨型机主要计算的课题大部分属于向量运算，适合采用双向两阵列的方案，其次是双中央处理机系统需要开发并行处理系统，在世界范围内技术难度都很高，难以在任务时限内完成。

1980年初，模拟机完成研制。1980年5月，全面进入主机生产阶段。巨型机的生产需要多种难度极大的工艺，国防科技大学的计算机工厂自行组建了印制板车间、焊接车间、机加工车间及技术科室，克服了温度和湿度变化极大、大部分操作靠手工劳动等等困难，圆满完成银河-I主机的生产任务。

不仅时间上比预定的有所提前、经费只用了预先计划的五分之一，在质量上“银河-I”也是“杠杠的”：全机数以十万计的元器件都经过严格的老化测试和筛选，上百块多层印制板和底板，每块约有五千个金属化孔，100%经过孔壁电阻测试，全机二百三十多万个焊点无一漏焊、虚焊和挂锡。

在质量控制和产品检验环节，科研人员还研制了一套计算机自动测试系统，将过去调试一台百万次级计算机所需的一年时间大幅缩短，银河-I的分调、联调、正确性调试和考核仅用了66天。

通过5年努力，中国成为了继美、日等国之后，又一能够独立设计和制造巨型机的国家，“银河-I”总设计师慈云桂也被誉为“中国巨型计算机之父”。

“银河-I”以向量运算为主，字长64位，运算速度为每秒1亿次以上。它由一台超高速中央处理机和若干台外围处理系统(包括用户处理机、诊断处理机、磁盘处理机和通讯处理机等)所组成，充分运用并行重叠技术。中央处理机有24个输入输出通道用来和外围机连接。

尽管对标的是美国的“克雷-1”，但由于能获取的资料十分稀少，银河-I在多个方面都做出了重大的技术创新。银河-I首创提出了向量双阵列部件结构方案，首创了多模块素数模双总线交叉访问存储系统结构，设计了全流水线化功能部件和复合流水线技术，设置了“压缩还原”型传送指令和间接地址传送指令。

在银河-I的基础上，1992年我国又成功研发“银河—Ⅱ”10亿次巨型计算机，1997年成功研制“银河—Ⅲ”并行巨型计算机，峰值性能为130亿次，达到飞跃式增长。

目前，我国无锡国家超算中心的神威·太湖之光认证性能达到了9.3亿亿次，在世界TOP500超算中排名第三，在中国超算中排名第一，此前还蝉联过四次世界TOP500冠军。

而在未来，据《中国互联网发展报告2019》公布，我国百亿亿次超级计算机正在研制中，新机将于2020年面世。该机将超过美国橡树岭国家实验室研发的超算“顶点”，有望重夺世界第一。

从对标外国“照葫芦画瓢”，到自主研发和欧美发达国家打得平分秋色，36年间奇迹般飞越的背后是一代代科研人才的汗水和心血，也是中国人不甘人后的拼搏精神的最好见证。