說起計算機體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室，大多數(shù)人都會感到十分陌生而又神秘莫測；說起中國科學院計算技術(shù)研究所，很多人可能也并不知道聯(lián)想、曙光、龍芯這些令國人揚眉吐氣的名字背后，到底和它有何淵源。作為我們國家在計算機體系結(jié)構(gòu)方向上設(shè)立的首個國家重點實驗室，計算機體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室神秘的面紗背后，到底是何廬山真面目呢？

　　民族信息產(chǎn)業(yè)的“曙光”

　　在各種類型的計算機中，高性能計算機尤為重要。它又稱戰(zhàn)略計算機，代表著計算機領(lǐng)域的最高水平，一直被視作一個國家高科技實力的標志，也是世界各國競相爭奪的科技戰(zhàn)略制高點。通用微處理器，也就是CPU，則是計算機產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一，對國家的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及信息安全具有重要戰(zhàn)略意義。

　　“IBM、英特爾、惠普這些耳熟能詳?shù)拿?，幾乎代表了美國的核心產(chǎn)業(yè)競爭力。”中科院計算所所長、計算機體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室主任孫凝暉告訴記者，在我國自主研制出曙光高性能計算機和龍芯CPU之前，這樣重要的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，我們自己基本不掌握核心技術(shù)，完全受制于人。西方也一直將高性能計算機列在禁止對我國出口的名單上，就連石油勘探、氣象預報部門進口的計算機都要在外國人的監(jiān)控下使用。

　　說到曙光和龍芯，就不能不提到計算所前任所長、計算機體系結(jié)構(gòu)國家重點實驗室學術(shù)委員會主任李國杰院士。1988年，李國杰回國后，長期致力于計算機體系結(jié)構(gòu)的研究、開發(fā)工作，是計算所曙光高性能計算機和龍芯CPU兩項事業(yè)的領(lǐng)路人。計算機體系結(jié)構(gòu)實驗室，也正是在李國杰院士的領(lǐng)導和策劃下誕生的。

　　1993年，在李國杰的帶領(lǐng)下，自主研制出了我國第一臺SMP（對稱式多處理機）結(jié)構(gòu)計算機——曙光1號，闖出了一條中國的高性能計算機之路。曙光1號是我國“863”計劃取得的一項重大成果，它標志著我國已掌握了設(shè)計制造支持多線程機制的對稱式緊耦合并行機的世界先進水平，縮短了我國在并行處理技術(shù)上與國外的差距。

　　現(xiàn)在，在高性能計算機的世界舞臺上，曙光無疑已經(jīng)占有了一席之地。曙光團隊解決了系統(tǒng)規(guī)模、計算密度、系統(tǒng)效能的三大難題，實現(xiàn)了高效能計算機從十萬億次提升到百萬億次、千萬億次的跨越。曙光5000A位列TOP500第10名，是當時世界上美國之外最快的HPC；曙光6000（星云）位列TOP500第2名，實現(xiàn)了中國高性能計算技術(shù)跨越式的進步。曙光團隊的“曙光高效能計算機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得了2013年度國家科技進步獎二等獎。

　　做產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的源頭

　　在中科院“創(chuàng)新2020”新時期，計算所的定位是要做“計算機產(chǎn)業(yè)的技術(shù)源頭”。在孫凝暉的“夢想藍圖”中，國家重點實驗室將是我國計算機產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新“源頭的源頭”。

　　“對于計算機這種具有很強產(chǎn)業(yè)導向的學科來說，僅做知識發(fā)現(xiàn)是不夠的，也不是發(fā)發(fā)論文就可以的。我們希望研究成果對于整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生比較重大的影響，這是我們和一些從事基礎(chǔ)科學研究的實驗室不同的地方。”孫凝暉希望更多地肩負起驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重任。“科研力量向一線傾斜，鼓勵科研人員深入到第一線，包括與企業(yè)合作研發(fā)它們真正需求的產(chǎn)品和技術(shù)。”實驗室最年輕的研究員陳云霽說，“我們做的工作都是跟產(chǎn)業(yè)、跟實際的應(yīng)用結(jié)合得非常緊密的，為了解決實際問題而研究。”

　　實驗室常務(wù)副主任李曉維解釋到，實驗室是從事應(yīng)用基礎(chǔ)研究的實驗室，其特色是技術(shù)的輻射作用，很多技術(shù)創(chuàng)新的源頭來自于實驗室。通過創(chuàng)新方法到關(guān)鍵技術(shù)，由產(chǎn)品原型到產(chǎn)品，再到推進產(chǎn)業(yè)化，形成一條“想得到、做得出、用得上、賣得掉”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

　　正因為如此，才有了當年李國杰院士的下海創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)辦了曙光公司，干起了自己并不熟悉的企業(yè)；正因為如此，他才迎難而上，敢于在專利叢生的通用芯片領(lǐng)域領(lǐng)導龍芯團隊殺出一條血路。曙光高效能計算機已成為世界上速度最快、性價比最好的機群系統(tǒng)，2009年至2013年連續(xù)5年取得中國市場占有率第一名的成績。以曙光刀片服務(wù)器為主的產(chǎn)品近三年累計銷售額超過21億元，經(jīng)濟社會效益顯著。

　　孫凝暉介紹，從“強調(diào)價值導向的研究”這一宗旨出發(fā)，實驗室肩負三大使命，一是為提高我國計算機體系結(jié)構(gòu)整體研究水平作出貢獻；二是彌補本土創(chuàng)新鏈條的欠缺，加強“源頭”的創(chuàng)新力度；三是作對中國信息產(chǎn)業(yè)有價值的研究。具體而言，實驗室要在十年之內(nèi)完成兩大突破，即研制艾級超級計算機和十億級高通量計算機，以及研發(fā)出解決數(shù)據(jù)處理難題的數(shù)據(jù)處理器（DPU）。

　　架科技產(chǎn)業(yè)的橋梁

　　采訪這個實驗室有點令記者意外：沒有想象中滿目琳瑯復雜的科研儀器設(shè)備和穿著白大褂一臉嚴肅的科研人員做著古怪的實驗，這里就和普通的寫字樓差不多，格子間里每個人面前放著電腦而已。捕捉不到充滿畫面感的鏡頭，只能欣賞思維碰撞的火花。

　　談到我國信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，李國杰院士仍舊顯得憂心忡忡。“在計算機領(lǐng)域，沒有自己的核心技術(shù)，所有的東西都是人家的，談什么信息安全？”他告訴記者，因為核心技術(shù)是別人的專利，我國的著名通訊企業(yè)，每年都要將收入的5%至7%向美國高通公司繳納專利授權(quán)費；不僅如此，自己所有的專利技術(shù)還要讓別人免費使用。“說到底是自身實力不行，如果能讓別人不得不用你的專利，這樣才能坐下來談判。”

　　在信息科技領(lǐng)域，有個殘酷的法則，就是“贏家通吃”：市場的絕大部分份額都會為第一名所占有，留給第二名及后來者的機會少得可憐。因此，盡管我們已經(jīng)“從無到有”艱難地邁出了第一步，但如果不能做到第一，實際上依然沒有話語權(quán)。如何趕超，正是計算所和實驗室努力的方向。

　　“現(xiàn)在經(jīng)常說科技和經(jīng)濟‘兩張皮’現(xiàn)象，實際上從學術(shù)到技術(shù)再到產(chǎn)業(yè)，中間有兩道斷裂帶。通常說的是我們?nèi)狈募夹g(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移，實際上從學術(shù)到技術(shù)之間，也缺乏轉(zhuǎn)化。我們希望為這兩條鴻溝架起橋梁，打通整個學術(shù)—技術(shù)—產(chǎn)業(yè)價值鏈條。”孫凝暉所長也對產(chǎn)業(yè)報國寄予厚望。

　　科技如何更好地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力？盡管沒有定論，不過在孫凝暉看來，產(chǎn)學研結(jié)合的人才流轉(zhuǎn)機制是個很好的途徑。孫凝暉鼓勵科研人員和他的學生們?nèi)テ髽I(yè)，或者自己創(chuàng)業(yè)，計算所和實驗室每年都有很多優(yōu)秀畢業(yè)生去大型公司的核心研發(fā)部門。實驗室副主任馮曉兵也提到，一般意義上理解的技術(shù)轉(zhuǎn)移只是把技術(shù)轉(zhuǎn)移過去，而美國更多的是“人帶技術(shù)”一起過去。實驗室跟華為的合作，就是希望將來“人帶著技術(shù)”一起轉(zhuǎn)移過去，開辟一條新的道路。今年，實驗室畢業(yè)的多位博士都去了華為工作。