银河疑是九天来

2009-10-29 05:00
发明与创新·大科技 2009年10期
关键词:银河集成电路研制

1983年5月,国务院电子计算机与大规模集成电路领导小组组织全国29个单位的95名计算机专家和工程技术人员,成立银河计算机国家技术鉴定组,并分成7个小组对“银河-I型”进行全面、严格的技术考核。1983年12月22日,“银河-I型”通过专家组鉴定,正式宣布研制成功。时任项目总指挥和总设计师的慈云桂再也抑制不住幸福的泪水,挥笔写下七绝《银河颂》:银河疑是九天来,妙算神机费剪裁。跃马横刀多壮士,披星戴月育雄才。

回故往事,这首七绝何尝不是慈云桂一生的写照。

紧追时代步伐的人

时事造英雄,慈云桂所处的年代恰逢计算机出现并高速发展的时期,计算机更新换代速度非常快,争分夺秒才能跟上时代前进的步伐,稍有不慎就可能被淘汰。慈云桂亲身经历了中国计算机发展的每一个阶段,身边的人都感叹,“实在跟不上慈教授的步伐”。

1957年,中国科学院组织了一批科学家专攻数字电子计算机项目,正在前苏联和东欧访问的慈云桂也包括在内。同国后,他接受了研制鱼雷快艇指挥仪的任务。

1957年7月,美国无线电工程师学会会刊上有一篇关于数字电子计算机的综述性文章,慈云桂读后很受启发,于是和同事一起研究,提出把数字计算机用于指挥仪的方案,并迅速组成了一个由柳克俊等人参加的计算机研制小组。

1958年5月,他带领一个8人小组进驻北京中关村的中科院计算所,经过日夜奋战,模型试验告捷。1958年9月8日,代号为“901”的样机在哈尔滨诞生,这是我国第一台电子管专用数字计算机。当901样机作为国庆十周年的献礼在北京展出时,周恩来总理曾握着慈云桂的手说:“要发展我们自己的计算机啊!我们起步晚,但也要赶超”。总理的嘱托成了慈云桂拼搏的动力。哈尔滨军事工程学院院长陈赓大将当即决定在学院创建计算机专业。从此,慈云桂的名字与我国计算机事业的发展就紧紧地连在了一起。

正当慈云桂主持将电子管通用计算机产业化之时,出访英国却让他敏感地预见到国际上计算机发展的主流方向将是全晶体管化。然而在国内,由他主持的一台电子管通用计算机还在研制,而且还签订了生产和销售协议。即使如此,面对种种困难,紧追时代步伐的慈云桂仍然果断作出决定,停止电子管计算机的研制。这不仅意味着自己的心血付之东流,还意味着必须中止已经签订的协议,而重新出发又谈何容易。许多人对此很难接受。何况早在1959年国内就有单位开始用国产晶体管研制计算机。到1961年,机器是安装起来了,但很不稳定,几分钟就出一次毛病。不是管子被烧坏,就是电路出故障。不少专家断言:5年之内用国产晶体管做不出通用计算机。可见当时面临的风险是相当大的。

然而慈云桂坚信,“路是人走出来的”。慈云桂带领下的研究小组从基本电路、系统可靠性设计和生产工艺三个方面,脚踏实地,步步突破,于1964年末,用国产半导体元器件研制成功我国第一台晶体管通用电子计算机441B—I型计算机。

紧接着,1964年4月,世界上最早的集成电路通用计算机IBM 360问世,计算机开始进入第三代,而慈云桂也随即在1965年提出研制中国的集成电路计算机的体系结构。于是人们看到了百万次级集成电路计算机151—3随后诞生,200万次集成电路大型通用计算机系统151—4装上了远望一号远洋科学测量船……

银河疑是九天来

时代步伐不停,慈云桂的目光也落在了更远的地方。20世纪70年代初,以“克雷1号”为代表的巨型计算机在国外崭露头角,慈云桂再一次感到发展中国计算机事业的紧迫感。于是,当1978年3月的一天,慈云桂被告知“邓小平同志决定,把研制我国第一台亿次计算机的任务交给国防科大,重任就落在你肩上”之时,时年60岁的慈云桂激动地说:“我就是豁出这条老命,也一定要把我国的巨型机搞出来。”当天晚上,慈云桂更是立下了军令状:一亿次一次不少,六年时间一天不拖,预算经费一分不超。从此,中国巨型机之父带领科研人员日夜奋战,开始书写中国计算机史上最为壮观的战役,也翻开了他人生中最绚丽的“银河”章节。

为了确保亿次机各项技术指标的全面实现,在慈云桂的主持下,从元器件的选取、体系结构的确立、部件的设计、工艺的实施到软件的开发,科研专家们都经过了充分的论证与反复的实验,作出了一系列符合中国国情的决断,并先后攻克了100多道技术难关。

为积极跟踪国际最新水平,他们不惜抛弃了辛苦好几个月才完成的工作成果,重新设计了更为先进的总体方案;为弥补机器主频的不足,他们创造性地提出了双向量阵列的全流水化体系结构;为提高存储器实际存取速度,在增加存储通道的同时,提出了使访问冲突大为减少的主存素数模方案;他们还选用高速动态MOS集成器件做主存,使亿次机容量远远大于当时国外主流巨型机的容量(国外两年后才使用MOS做主存);为避开液冷技术的困难,他们改用风冷,并设计了锲形柱状管道结构,进行等压短风道送风;在印制底板的组装中,他们采用先进的绕接技术;为使软件系统充分发挥巨型机硬件的性能,他们提出了与国外主流巨型机软件兼容的指导思想,开创了并行操作系统、向量化编译、多级诊断和并行算法等研究,进而在我国首先采用软件工程方法,研制了多种软件工具,完成了近200万行结构化的程序设计任务。其中在理论上、技术上和工艺上达到国际水平者就有十来项。同时,为了保证亿次机的稳定性和可靠性,慈云桂带领研制人员更是层层把好质量关。全机底板2.5万条绕接线,12万个绕接点,每个都检查8遍以上;全机800多块多层印刷板,每块板上平均有5000个金属化孔,全部都进行了孔壁检查、孔导通测试和绝缘测试。200多万个焊点无一虚焊,更是创造了一个奇迹。

最终,名为“银河”的亿次巨型计算机于1983年12月22日诞生,主机在国家级技术鉴定中正常运转了441小时,达到了国际先进水平。

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