高性能计算是本世纪IT领域争夺的制高点之一，但是尽管中国已认识到了高性能计算机的发展趋势和重大意义，高性能计算的相关研究一直面临着挑战。中国的IT基础研究应该往何处去，中科院计算所继龙芯之后，再次以“织女星”网格研究有力地做出了回答。
11月5日，上海工业科技博览会附属的主题论坛之一“数字城市与城市网格”国际论坛在上海召开。中科院计算所研究员徐志伟向听众透露了我国“织女星”网格基础研究的一些最新进展。在报告中，徐志伟提出了“基础研究要重视品牌和研究重点”的观点，引起了与会专家的广泛讨论。
互联网业：20万亿美元大市场
徐志伟1956年生于四川。1982年在成都电讯工程学院获计算机专业学士学位，1984年在美国普度大学获计算机工程专业硕士学位，1987年在美国南加州大学获计算机工程专业博士学位。
现任中国科学院计算技术研究所研究员、博士生导师、副所长，智能信息处理开放实验室主任；《计算机研究与发展》杂志主编；IEEE Computer Society出版理事会理事，IEEE Computer Society北京中心主任；中国计算机学会理事、国际联络工委主任。
他认为，已经错过全球微电子发展高潮的中国一定要加强在下一个前沿技术领域的研究，网格的机遇无论如何不能错过。“网格是1995～2010年计算机体系结构、操作系统、用户界面领域最重大的突破性创新机会。”
网格计算是伴随着互联网技术迅速发展起来的、专门针对复杂科学计算的新型计算技术。它是将整个互联网整合成一台巨大的“虚拟超级计算机”，实现计算、存储、数据、信息、知识、人工智能专家等多种资源的全面共享和协同。
各种迹象表明，网格会像IBM微型机、微软操作系统、关系数据库和Web一样，迅速产生IT领域的新科学与新技术，将导致业界重新洗牌（Paradigm Shift），从而淘汰或超越现有产品，开辟庞大的新市场。这对中国而言是个机遇。
2001年9月10日，也就是911事件的前一天，美国《福布斯》杂志科技版发表了一组文章，预言了网格技术的普及。文章分析了计算机技术近几年的发展趋势，指出IT技术下一波发展浪潮将在2004～2005年出现。
这次技术革新的本质是全球万维网（World Wide Web）升级到全球大网格（Great Global Grid），也就是从WWW升级到GGG。到2020年，互联网格将成长为一个20万亿美元的大型工业市场。
全球网格按应用模式分为四类：计算网格和数据网格、信息网格和知识网格、商业应用网格和点对点（P2P）。网格应用有高功能（High Functionality）、高性能（High Performance）、高可依赖性（High Dependability）、低成本（Low Cost）和以用户为中心（User－Centric）
多极竞争：网格大显身手
在计算网格方面美国大大领先于其他国家。“有一种观点认为，美国当前对于网格研究的支持可与其70年代对Internet研究的支持相比，10年后可望普及到国民经济和社会发展的各个领域。”徐志伟说。
美国一直是世界上最重视高性能计算机、投入最多和受益最大的国家，其研究也领先于世界。美国能源部的加速战略计算ASCI计划，目标是构造100万亿次的超级计算机系统、软件和算法，在2004年真实地模拟核爆炸；白宫直属的HECC（High-End Computing and Computations）计划，对高性能计算的关键技术进行研发，并构建高性能基础设施；Petaflops计划开发构造千万亿次级系统的技术；最新的Ultrascale计划目标在2010年研制万万亿次级系统。
欧洲的强项则主要体现在高性能计算机的应用方面。比较积极的是英国，荷兰、意大利、德国都有相当投入。“就连原来不太积极的法国也启动了一个ACI Grid国家网格计划，投资经费约为1000万美元。”
日本政府2003年投资了一亿美元，启动了“国家网格研究”和“国家商业网格”两个研究项目，并计划于2005年研制成55万亿次的并行向量机。
总的来说，国外的高性能计算机应用已经具有相当的规模，在各个领域都有比较成熟的应用实例。在政府部门大量使用高性能计算机，能有效地提高政府对国民经济和社会发展的宏观监控和引导能力，包括打击走私、增强税收、进行金融监控和风险预警、环境和资源的监控和分析等等。
在发明创新领域，壳牌石油公司通过全球内部网和高性能服务器收集员工的创新建议，加以集中处理。其中产生了一种激光探测地下油床的新技术，为该公司发现了3亿桶原油。在设计领域，好利威尔公司和通用电气公司用网络将全球各地设计中心的服务器和贵重设备连于一体，以便于工程师和客户共同设计产品，设计时间可缩短100倍。
对很多大型企业来说，采购成本是总成本的重要组成部分。福特用高性能计算机构造了一个网上集市，通过网络连到它的3万多个供货商。这种网上采购不仅能降低价格，减少采购费用，还能缩短采购时间。福特估计这样做大约能节省80亿美元的采购成本。此外，制造、后勤运输、市场调查等领域也都是高性能计算机大显身手的领域。
网格事关IT战略制高点，IT行业也是闻风而动。IBM宣布投入100亿美元，启动“按需计算”研究，“该项目的主要内容就是网格计算和自主计算。”徐志伟称。微软计划在2005年推出网格操作系统和网格用户界面。2001年它在网格研究上投资了43亿美元，2002年投资52亿美元，另外还要新招收5000名技术人员。
龙芯、曙光、织女星：基础科研品牌奋起直追
2002年9月10日，中科院计算所通过了一个宏观的发展战略，将计算所的科研工作定位在“三个头、三个贡献”，即成为计算机领域国家重大科研项目的“龙头”、我国信息行业共性关键技术的“源头”以及若干重大研究方向的“领头”，要同时为我国的综合国力、信息企业竞争力和IT科技发展做出贡献。
发展战略还将“龙芯”CPU、曙光高性能计算机和“织女星”网格列为计算所“十一五”期间科研工作的三大品牌。我国IT基础科研的品牌战略浮出水面。“织女星不只是一个概念、一个名字，它是一个品牌。所有的研发工作、技术辐射和成果转化都集中在品牌的旗帜下。”“要评估研究人员的单项技术产出，更要看品牌的总产出。”徐志伟说。
品牌战略的一个特点就是要“集中力量办大事”。“要减少冗余，带动各项研究互补，相互支持。品牌比一个工程项目更灵活，更有利于发挥优势。”三大基础科研品牌将IT市场清晰划分：龙芯从CPU一直做到单机；曙光大型机的重点是做网格结点；织女星网格做跨站点网格。
高性能计算机在我国的研究与应用已取得了一些成功，包括曙光2000超级服务器的推出和正在推广的一些应用领域，如航空航天工业中的数字风洞，可以减少实验次数，缩短研制周期，节约研制费用；利用高性能计算机做气象预报和气候模拟，对厄尔尼诺现象及灾害性天气进行预警。此外，在生物工程、生物信息学、船舶设计、汽车设计和碰撞模拟以及三峡工程施工管理和质量控制等领域都有高性能计算机成功应用的实例。
但是总的说来，高性能计算机在我国的应用还比较落后，主要原因在于装备不足、联合和配套措施不力及宣传教育力度不够。1997年世界高性能计算机的销售额美国约为220亿美元，中国约为7亿美元。美国的微机销售额约占世界市场的38%，高性能计算机占世界的34%，均高于其GDP所占世界份额（25%左右）。中国的微机市场接近美国的1/10，但中国的高性能计算机市场不到美国的1/30。
除了装备不足之外，社会各行业、各层次的合作和配合不力也是阻碍高性能计算机应用发展的重要原因。应用市场的扩展关键要靠联合，在中国高性能计算机领域，系统厂商、应用软件厂商与最终用户和服务商之间并没有结成有效的战略联盟，形成优势互补的局面。
“我希望看到的是，曙光、联想、浪潮的服务器，运行着东大阿尔派、用友、同创等厂家的软件，在新浪网、8848网上为各行业的用户提供各种服务。”
国家正在实施一个国家高性能计算环境的计划，计划到2002年年底在全国建设13个左右的高性能计算中心，这些中心将通过千兆位网络互连。目标是让全国用户免费共享全国的计算资源、信息资源和人才资源。已经规划的应用包括生物信息学、数字图书馆、科学数据库、科普数据库、汽车碰撞、船舶设计、石油油藏模拟、数字风洞、气象预报、自然资源考察和远程教育等领域。
徐志伟对我国的网格基础研究环境表示了一定忧虑。他认为，与海外同行相比，中国青年技术人员对网格认识不足，也缺乏一定的研究热情。“只看过一些技术白皮书和介绍文章，粗浅地用过一些相关软件，缺乏系统性思考和深入研究。”“潜意识里还想着网格是别人的技术，没有意识到我们也是网格技术的创造者。不能只依赖别人，老是当学徒。”
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