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回忆银河工程

已有 1103 次阅读 2017-9-8 09:46 |系统分类:人物纪事

19831222日,经过5年的研制,我国第一台每秒钟运算达1亿次以上的巨型计算机——“银河I”在长沙国防科技大学研制成功。这标志着中国成为继美、日等国之后能够独立设计和制造巨型计算机的国家。此前,19835月,我曾经参加由国务院电子计算机与大规模集成电路领导小组组织成立的“银河计算机国家技术鉴定组”。国家技术鉴定组对银河机进行了全面、严格的技术考核,表明银河计算机采用了许多新技术、新工艺和新理论,有些是国内首次使用,有些达到国际先进水平。

在银河计算机研制取得重大进展时候,石油物探局开始探讨其在石油勘探应用的可能性。1982614日国防科工委与石油部就“银河亿次计算机”移交石油部物探局使用的协议在北京签字,831日石油物探局和国防科技大学签订《银河地震数据处理系统工程合同》,将国防科技大学研制的银河计算机用于石油地震数据处理。在此前,我曾经分别随石油物探局领导严衍余和潘瑗,两次到国防科大考察过。后来物探局研究院成立了银河工程办公室,由陈建新任主任,我和马其毅任副主任。我主要主持银河巨型机地震数据处理系统的软件研制。19865月,银河地震数据处理系统投入生产。1987211日,银河地震数据处理系统通过由国务院电子振兴领导小组组织的国家级技术鉴定。同年,《银河地震数据处理系统》获国家科技进步一等奖。

银河机是一种当时非常先进的向量计算机。向量计算机具有很高的向量处理能力,是以流水线结构为主的并行处理计算机。比起银河计算机的计算能力,其数据输入输出能力有限。例如,银河机在执行地震偏移计算(该模块是由赵振文编制的)时,作业运行速度比当时引进的Cyber172计算机快60倍。但是,一些输入输出操作比较多的模块,则难以发挥其向量机的长处。根据这个特点,我们完成了如下工作:(1)研发了“分布式处理管理程序”,实现了异型机的连接,能够将一个地震处理作业的不同模块,自动分布到银河主机和前端机(Cyber730等)执行,计算量大的模块(如偏移等)在银河机运行,而输入输出操作多的模块(如绘图显示等)在前端机运行。(2)研发了地震操作系统,包含地球物理语言翻译,地震作业运行管理和控制等功能。(3)研发了地震数据处理软件包,包含126个应用功能模块,另外还有:偏移成像软件、解释模型模拟软件,以及三维处理软件等独立软件包。(4)研发了子程序库,包含了194个子程序,其中包括了向量并行算法——单道处理(如,线性数字滤波、变算子三点褶积)和多道处理(如,大数据集二维Fourier变换)。

20世纪80年代处于冷战时期。银河地震数据处理系统研制成功,其重大意义在于:突破了西方对于我国高性能计算机的技术禁运。

三维地震勘探数据处理急需高性能计算机。当时西方限制向我国出口高性能计算机,即使是允许引进的计算机,在系统安装中也隐藏了一些问题,影响机器性能。举几个亲身经历的例子。一个例子是在引进的Cyber172计算机系统安装中,外围处理机速度总是处于低速运行状态(运行一个周期,空转一个周期)。后来发现在静启动过程中,被植入了一个程序,将系统置于这样状态。我们通过软件编程解决了这个问题,将外围处理机速度提高一倍,由于数组处理机和磁带机等设备是由外围处理机控制,其结果地震数据磁带输入效率提高30%,数组处理机计算效率提高10%40%。第二个例子是引进的Cyber172NOS/BE操作系统系统软件安装与实际的硬件配置不匹配。我们发现后,对进行安装修改,使得原来只能同时运行2个作业,增加到可以同时运行4个地震作业,明显提高了地震数据处理效率。第三个例子是引进的一台计算机带的AP120B数组处理机,只能够运行国外引进时提供的程序。后来发现,原来的系统中故意将数组处理机状态颠倒了,以限制数组处理机被用于新编的程序。

银河计算机成功用于地震勘探数据处理,促使得西方逐渐放松对于中国计算机出口限制。同时,我国地震数据处理越来越多采用国产计算机,例如,现在物探局机房一片“曙光”(有许多国产曙光计算机集群)。

30年来,我国超级计算技术,可谓跨越式发展。例如,从银河I到银河II、银河III,从天河I到天河II号超级计算机。今天的天河II的运算速度每秒3.39亿亿次,相对于第一台银河I而言,运算速度提高了三亿倍以上。此外,自20166月以来,中国“神威·太湖之光”更是多次荣登全球超级计算机500强榜首。作为超级计算机的用户,对于我国超级计算技术的发展,感到由衷的高兴。




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GMT+8, 2017-11-18 14:13

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