金怡濂：从追赶到超越

姚杜纯子

让时光回到2003年。

那一年的2月28日上午，第三届国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行，金怡濂作为本届最高科学技术奖的唯一获奖者，格外引人注目。

那天，全国人民通过电视认识了他——一位在巨型计算机领域成就了伟大事业的杰出科学家。他已经74岁，一米八几的个头，身板笔直，风度儒雅，依然那么富有朝气。他身着为参加这次盛会特意买来的白色衬衣、紫红色的领带、银灰色的西装，健步走上主席台，从时任国家主席江泽民手中接过国家最高科学技术奖获奖证书，并代表全体获奖人员发表感言。他深情地说：“国运昌则科技兴，科技兴则国力强。科学工作者只有把自己的事业和国家的繁荣、民族的昌盛紧密联系起来，才能大有作为。”

讓时光继续倒流……

金怡濂祖籍江苏，父亲金奎曾经留学美国，回国后被交通部指派到天津电话局担任工程师，母亲王畹兰大户人家出身，知书达礼，心灵手巧，任劳任怨操持家务，相夫教子。1929年出生的金怡濂从小受到良好的家庭教育，他聪明而好学，性格温润。小时候金怡濂印象最深的是父亲向孩子们灌输的有关科学救国的思想，父亲常讲，只有科学和技术才是最清白、最清高的，只有发展科学技术，中国才能强大。父亲还时常启发他们，做人做事要靠自我奋斗，要有吃苦耐劳的精神，同时对自己的聪明才智和能力，要有充分的自信。

他一直忘不了，即将上小学的那年夏天，父亲为了让他体验一下，专门领他坐了一回火车，从天津东站上车，到天津北站下来。这是他头一回坐火车，非常兴奋。父亲问他：“有一个中国人，他是修铁路的大师，你知道他是谁吗？”他回答：“知道，是詹天佑，他修过京张铁路。”父亲非常满意，给他讲詹天佑的故事，进而启发他说，詹天佑的例子很能说明中国人的聪明才智，中国人虽然穷，但非常聪明，只要下功夫，肯努力，开动脑筋，外国人能办到的事，中国人也一定能做到。

父亲的这些话，在他幼年的脑子里留下了特别深的印象。他小时候的理想，就是将来当一名詹天佑那样的工程师，做一个对国家有用、靠本领吃饭的人。后来参加了工作，有一次乘火车去张家口出差，他还特意在出北京不远的青龙桥站下了车，专门来到詹天佑铜像前拜谒。

6岁那样，他进入天津有名的耀华学校读书。耀华，耀华，光耀中华，多么美好的愿望！这所学校的校长赵天麟先生是著名的爱国教育家，1937年夏天，日军占领天津后，赵校长因高举爱国旗帜，抵制日本人的奴化教育，触怒了日本宪兵队，最后遭到日本宪兵的暗杀。出事那天，金怡濂所在班的国文老师王文芹臂缠黑纱缓缓来到教室，把赵校长的死讯告诉同学们，然后重重地在黑板上写下两排大字：“好好读书，报效祖国，打倒日寇，为敬爱的赵校长报仇！”

这悲壮的一幕让金怡濂终生难忘！校长的牺牲，令金怡濂既震惊又悲痛，包括他在内的所有耀华学生在经历此次事件以后，仿佛忽然间长大了很多。在这些少年的内心，萌发、积聚了仇恨和志气，他们在动荡岁月里读书，在国难战火中成长，在民族气节的熏陶下前行，他们对于“爱国”“强国”这样的字眼，有着格外深刻的理解。

1947年，金怡濂中学毕业，他填报了四所高校，依次是清华大学、燕京大学、天津的北洋大学和工商学院，结果四所学校都录取了他。父亲希望他上燕京，因为燕京可以提供助学金，上燕京不用家里花钱。这时候，由于物价飞涨，加之全家七口人，全靠父亲一个人的薪水，哥哥姐姐和弟弟都还要读书，金家的日子已经快要揭不开锅了。可是，思前想后，他还是希望去清华，因为清华电机系对他的吸引力太大了，他不想放弃。父亲沉默了许久，一直没有表态。一向听家长话、腼腆内向的他，这一回似乎特别执拗，一副不达目的不罢休的样子，眼里不时有泪水打转转。父亲叹口气，终于转了念头——清华电机系开设的可都是当时尖端热门的学科，学这个专业，儿子将来能找到金饭碗不说，更重要的是，他不是早就给儿子灌输科学救国的道理吗？去清华，是实现这个理想的最佳途径。从这个层面上来看，多花点钱，是值得的！于是，父亲最后拍板：“爸就是砸锅卖铁，也要供你上清华！”

金怡濂如愿进入清华电机系学习，这个系集中了全国的尖子生，他所在的班后来出了四个院士，还有一位共和国总理——朱镕基。

金怡濂没有奖学金，家里经济拮据，他尽量减少跟家里要钱，吃最简单的饭菜，衣着陈旧朴素，别人早晨用牙膏刷牙，他舍不得买，就用盐或牙粉代替。理科生必备的计算尺，以及部分教材，是父亲从一个孩子上清华的朋友那里借来的。他生活上不和别人比，而是从学业上下功夫，清华四年，他的成绩一直保持中上等水平——在尖子生云集的清华电机系，能够保持中上等成绩，亦是难能可贵。

1946年，世界第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，它一问世，就在国际科技界引起巨大轰动。这是一个标志性的事件，人类由此进入了信息时代。

新中国成立后，百废待兴，党和国家敏锐地意识到电子计算机这一新兴科技的重大意义，1956年，周恩来总理亲自领导制定我国科学技术发展12年远景规划，把计算技术、半导体、电子学、自动化共同列为“四项紧急措施”，随后即选派一支20人组成的进修队，赴苏联科学院精密机械与计算技术研究所等科研院所学习。

已经在技术岗位工作了5年的金怡濂，幸运地成为其中的一员。因为这个缘故，他走进了一个自己并不熟悉的崭新领域——计算机研制，从此开始了“缘定一生”的计算机事业。

这20个人，便是新中国计算机事业的20粒“火种”，或者说是“开路先锋”。金怡濂和同学们，当时不可能预测计算机将会怎样深刻地改变这个世界，但是祖国的重托，使他们丝毫不敢懈怠。他们抓紧这难得的时机，如饥似渴地学习掌握计算机技术。

刚到莫斯科不久，一个令他悲痛不已的噩耗传来——亲爱的妈妈病故了。他不可能回去送母亲最后一程，只能躲在宿舍大哭一场，然后擦干眼泪，到实验室埋头工作。

实习期间，还有一个令金怡濂终生难忘的场面——毛泽东主席到苏联访问，特意在莫斯科大学礼堂接见中国留学生，金怡濂有幸亲耳聆听了毛主席的教诲：“世界是你们的，也是我们的，但是归根结底是你们的。你们青年人朝气蓬勃，正在兴旺时期，好像早晨八九点钟的太阳，希望寄托在你们身上……”金怡濂听着，听着，他眼含热泪，热血沸腾……这个美好的时刻，对他的人生产生了非常深刻的影响，一次次地鞭策着他，为共和国的计算机事业不懈奋斗……

时光在流逝……

回国后，金怡濂参加了我国第一台大型电子计算机104机的研制，该机于1959年国庆节前宣布完成，为新中国成立10周年献上了一份厚礼。我国第一颗原子弹的相关科學计算，就是在104机上完成的。

随后，他又参加了多个机型的研制，逐步成为技术骨干，多次获奖。1961年，他被任命为研究室副主任，这在当时属于破格提拔的知识分子出身的年轻技术干部。

中国的大型计算机事业在接下来的动荡岁月中艰难推进，三年自然灾害、“文化大革命”的爆发、国家搞大三线建设，单位一迁再迁等等，这些因素都对这个事业产生了很大影响。好在金怡濂等人也在挫折中不断成长，他逐步脱颖而出，最终成为大型计算机研制领域的技术领军人物。

1969年，国家决定上马九〇五乙机的研制。九〇五乙机，是九〇五国家重点工程的一个组成部分。它是我国大型计算机由单机模式向并行模式迈进的一个重要转折点，更是金怡濂科研生涯的一个重要里程碑。

由于受到“文革”动乱的影响，研制工作波折不断，推进十分艰难，工程上马近3年后，几乎还在原地踏步，上级决定调整技术力量。这个时候，天降大任，金怡濂被指定负责该机总体设计，后又被指定为整机技术负责人。

金怡濂上任后，工程依然是困难重重，举步维艰。经过充分思索和多方调研后，他在国内首次提出双机并行处理方案，全机采用完整的校验、校正、复算系统，并在大型机中较早使用射极耦合逻辑电路，成功地完成计算机设计。

那个时候，单位搬到位于西南地区的大山之中，工作生活条件非常艰苦，金怡濂为了查询资料，经常到北京上海等地出差，他要在崎岖山路乘坐大卡车颠簸半天，然后挤上硬座车厢度过一两个昼夜的旅途。苦是苦一点，但是因为工程走上了正轨，他的创新活力得到了激发，不少思路和想法都是在旅程中萌发的。他提出并指导团队把多项并行技术应用于计算机中，实现了单机并行的转化。这一突破，对以后我国巨型计算机的研制，产生了极其深刻的影响。

1976年，九〇五乙机的研制任务终于圆满完成，运算速度达到每秒350万次，比设计快了200万次，项目荣获全国科学大会奖，金怡濂本人也荣获全国科学大会个人奖。

自此以后，他真正成为我国大型计算机研制战线上的领军人物。

尽管九〇五乙机的研制为金怡濂带来荣誉，但是他的心情并不轻松，因为“文革”十年，使中国计算机事业与西方发达国家的差距拉得更大了，如果不奋起直追，那么中国人将会永远落后于人。好在粉碎“四人帮”后，中国很快迎来了科学技术的春天，邓小平明确指出：“中国要搞四个现代化，不能没有巨型机。”这让金怡濂和他的同行们欢欣鼓舞。

很长一段时间里，高性能计算机技术被美日等发达国家所控制，对外实行禁运。20世纪80年代，国家费尽周折，斥巨资从国外进口了一台较为先进的大型计算机，没有想到，在进口机器的同时，还必须花钱“聘请”两个“洋监工”，双方签订的协议上明确规定，中国人不得接触机仓内的核心部件，开机、关机，必须由外方“监工”负责操作，他们还在大机房中隔出一间控制室，并规定这间控制室“中方人员不得入内”。

这件事深深地刺痛了金怡濂，一种强烈的被羞辱的感觉令他刻骨铭心，一辈子都难以释怀！再一次说明核心技术是花钱买不来的，只有奋发图强，自力更生，打破西方发达国家在这一领域的封锁，研制出先进的巨型机，中国才能不受制于人。因此，提高我国自主创新能力势在必行！

这以后，计算机研制工作便走上了快车道。

20世纪80年代初，金怡濂参与主持研制的九O五工程亿次机，实现了标量运算速度每秒1亿次的目标，取得我国计算机研制的新突破，他们站在了世界巨型机发展高速路的入口处。

1991年底，我国第一台10亿次巨型计算机宣布成功，金怡濂提出的“大规模并行”总体思路和方案构想，为这台机器早日成功奠定了坚实的基础。以这台10亿次大规模并行计算机研制成功为标志，中国在这一技术领域，进入了与国际同步发展的崭新时代。

1992年，63岁的金怡濂，受命出任新成立的国家并行计算机工程技术研究中心主任。此时，随着微处理机芯片的迅速发展，各国巨型计算机研制屡放新招，纪录不断刷新。

在世界强手如林、技术创新日新月异的时代，中国需要一名“主帅”勇立潮头，率领团队向世界先进水平冲击，研制百亿次的巨型机——“神威”。

这副重担自然非金怡濂莫属。

在“神威”研制方案论证会上，主持会议的领导同志提出，是否可以跨越每秒百亿次的高度，直接研制每秒千亿次巨型机。这个指标太超乎想象了，谁都知道，跨出这一步，技术上太难，风险太大，会场一时陷入久久的沉默。之后，便是激烈的争论，大家意见不一，多数专家认为，百亿次是稳妥可行的选择，咬咬牙，顶多做500亿次的，这已经是“需要尽力踮起脚尖才可能够得着的目标”，1000亿次，说说可以，真要做，那可真是“巧妇难为无米之炊”……

轮到金怡濂发言了，很多人以为他会以稳为主，但没有料到，他坚决支持领导提出的这个方案，并且语出惊人：“无论从现实还是长远出发，都应当下这个决心，实现这个跨越。否则，我们就会被世界越甩越远……”

在这个会上，他是绝对的少数派。当然，他也不是一拍脑袋就表态的，他无数次地思考过，认为越过百亿次，直接上到千亿次，势必面临许多难以想象的困难和风险，要付出超乎寻常的代价，但是一旦跨越，中国的巨型机就会在世界占有重要的一席之地！这个险，值得冒！

后来又经过几个回合的研究讨论，各方最终达成共识，从而确定了研制千亿次计算机系统的总体目标。年过花甲的金怡濂被任命为“神威”机的总设计师。

如此一来，金怡濂等于是立了个军令状。他的压力是空前的。

化学气味刺鼻的车间里，充斥着震耳欲聋的噪音，金怡濂一手拿放大镜，一手握着手电筒，专心致志地检查成千上万个焊点，不放过任何一个细节。“他不像一个大院士，更像一个老工人”，这是大家对金怡濂的评价。

“神威”机的研制过程，是金怡濂追求完美和卓越的过程。他呕心沥血，大胆创新，提出了比从前任何一个项目都更为严苛的质量要求。他说：“我们的目标是，哪怕一个焊点、一枚螺丝钉，也要体现世界先进水平。”

他甚至不惜在研制过程中3次调整方案，不断提高“神威”关键技术指标，第3次调整时，已到了预定出机的最后阶段。这让他的助手们愈加佩服他的胆识和气魄。

那几年，他为此操了多少心，受了多少累，团队的人都看在眼里。他老伴陈敬说，他每次回到家，都要到沙发上躺半个多小时，才有力气跟她说话。

艰难困苦，玉汝于成。1996年9月，经过24个课题组、近百名科研人员夜以继日，历经数年的艰辛努力，“神威”终于研制成功！它以每秒3000多亿次的速度，跻身世界高性能计算机前列。这是一次历史性的跨越，大国重器彰显国之神威！

跟随金怡濂工作20多年的高工老赵清楚地记得，在“神威”稳定性测试的那天，金怡濂坐在机房不说不笑，一声不吭，直到预定测试时间已过，机器一切指标正常，他才突然跳了起来，像个孩子一样高声欢呼。老赵说，这么多年了，从没见过“金头”如此喜笑颜开。

“神威”鉴定委员会主任胡启恒院士在宣读完鉴定书后，激动地说：“同志们，大家都知道毛主席有句著名的词句‘一万年太久，只争朝夕，但是你们计算过1万年有多少秒吗？是3100亿秒！也就是说，1万年有多少秒，我们的‘神威在1秒之内就能做多少次浮点运算，这是多么了不起的一件事啊！几代中国人的梦想，通过你们的努力，到今天终于实现了！”

通往成功道路上的所有的坎坷，都是最美丽的风景。

经过两年多的改进和试运行，“神威”的整体性能有了进一步的提高，主要技术指标提高到每秒3840亿次。它很快在各个领域发挥了重要作用。

这一天，在“神威”壮观的机房里，金怡濂迎来了一位尊贵的“客人”——前来视察的时任国务院总理朱镕基。这两位老同学自打清华毕业，挥手作别之后，将近半个世纪，他们未曾谋过面，但是许多年里，他们都默默地关注着对方的成长进步，彼此为老同学的成就，感到由衷的欣慰。

二人相见，紧紧地握手，互致问候。简短的叙旧之后，朱总理自豪地对身边的人说：“金院士是我们班贡献最大的同学。”

金怡濂接着他的话说：“你是总理，怎么也比不上你对国家的贡献大。”

朱总理笑道：“我这个做‘大官的，就是为你们这些做大事的人服务的。”

引起一片欢笑声。

时光继续流逝……

“神威”成功之后，国家紧接着批准新一代高性能计算机系统的立项上马，命名为“神威Ⅱ”。

这时候，金怡濂已年近七旬，上级却并没有“换帅”的想法，虽然他几番推辞，但上级领导最终仍然决定让他执掌帅旗。神威团队的年轻人高兴坏了，因为是金院士牵着他们的手，把他们带到一个个前所未有的新高度，“老爷子”是他们科研之路上真正的引路人。

据说搞计算机的人，60岁以后就基本失去创造力，但金怡濂是个例外，他所具备的敏锐性和洞察力，以及创新的勇气，比他手下的年轻人还要超前。“神威Ⅱ”由他挂帅，人们的底气更足了。

“神威Ⅱ”相比“神威”，无疑要起点更高，因为此时日本和美国都拿出了万亿次的计算机，可以说世界高性能计算机已经达到万亿次的上限，中国巨型机面临着巨大挑战，不进则退，稍不留神，就会被人甩下一大截。不管下一步冲击的目标是多少，金怡濂合计，有一条是肯定的，那就是不能走“神威”的老路，必须创新，必须突破，这才是“神威Ⅱ”的出路所在。

经过艰难的思索，他提出一个总体创新构想——采用两层平面网和若干高架筒状网、构成立体化的超三维格栅网络。这样构成的网络，传输功能比“神威”提高了100倍。为了降低CPU的内部结温，他大胆提出并突破了“液冷”的技术难題。

依然是困难重重，面前横着一个个几乎不可逾越的障碍。不是没有人向他提过：能否降低一点标准？比如，集成度低一点点，软、硬件功能去掉一些，退一步海阔天空嘛。

谁都知道，设计标准上稍稍退半步，许多问题就会迎刃而解。

但是他不会接受。他说，既然让我当总师，我就想造一台没有缺憾的“神威Ⅱ”，因此必须守住当初设定的技术底线，一步也不能退！

就这样，几年时间里，他和他的团队不知突破了多少难关，每一次突破，都是一次创新。他们采用新的构想，超常的思维，不断冲击各种物理极限，终于在新世纪来临之际，完美收官。

“神威Ⅱ”是继“神威”之后，我国又一台主要技术指标达到国际领先水平的超级计算机，运行速度达到惊人的每秒13.1万亿次，系统效率达75%以上，超过当时世界上排名第一的高性能计算机58.8%的效率指标，机器体积大为缩小，功耗也较低，是比较全面的国际领先水平。

也就是从那时起，世界超级计算机领域的“金字塔尖”上，开始不断有中国面孔出现，以前由美、日等发达国家轮流坐庄的局面被彻底打破。以两代“神威”为标志，我国巨型计算机事业开启了以世界速度奔跑的新纪元。

时光仍然在流逝……

获得国家最高科学技术奖之后的金怡濂，没有停下前行的脚步。他退居二线后，又担任了最新一代巨型机“神威·蓝光”的技术顾问。

现在国家每年都花费巨资购买外国芯片，还经常被人卡脖子。其实早在中央领导视察“神威Ⅱ”时，就明确指示，要在今后的“神威”机中采用国产CPU芯片。但对这件事，并不是一片叫好，有人认为从国外购进性能先进的CPU，省时省力省钱，没有必要自己大费周章地研制它。

金怡濂态度一如既往：花钱可以买来先进的芯片，但买不到最核心的技术，他十分坚定地支持自主研制CPU。他说，如果一味走捷径从国外买，那么中国的巨型计算机将始终没有“中国芯”，终有一天，会被人卡住脖子。

令他欣慰的是，团队的年轻人奋力拼搏，仅用10年时间，国产芯片研制完成了重大跨越，大大缩小了与国外的差距。

2011年10月，“神威·蓝光”揭开了神秘的面纱，各大媒体报道说，它是国内首台全部采用国产CPU的千万亿次计算机系统，标志着我国成为继美国、日本之后能够采用自主CPU构建千万亿次计算机的国家，实现了核心技术“自主可控”的目标，是国家“自主创新”科技发展战略的一项重要成果。

“神威”旗下的这支能打硬仗的队伍，可以说是金怡濂一手拉扯大的。虽然后来因年龄原因他不再担任总设计师，但他作为技术顾问，依然是项目技术上的指导者、支撑者，还是大伙精神上的支持者，同时起着督促的作用。有他在，大伙就感觉有主心骨。

多年来，金怡濂十分重视对年轻人的培养，他经常说，计算机是年轻的事业，也是年轻人的事业。他率队研制巨型机的过程，就是他呕心沥血造就人才的过程。早在20多年前刚研制“神威”时，他就确定了一支以年輕为特色的“金字塔”结构队伍，处于中间环节的50名课题主管和副主管设计师，平均年龄只有28岁，在一线做开发工作的，全都是20出头的年轻人。搞“神威Ⅱ”时，有一个副总师，年龄只有31岁。当时有人认为这支队伍太年轻，后来才感到，金总师是富有远见的，江山代有才人出，从那时起，金怡濂逐步培养了一批批能担重任的年轻人，促成后来人才不断涌现的大好局面。

2016年6月20日，在德国法兰克福世界超算大会上，“全球超级计算机500强”（TOP500）组织发布了第47届世界超级计算机排名，中国的“神威·太湖之光”登顶榜首，其峰值性能每秒12.54亿亿次，成为世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。整机四万多个“中国芯”同时工作，让“神威·太湖之光”登上世界计算巅峰，震惊天下，确立了中国在超算领域的国际地位。

这是属于全体中国人的荣誉。消息传来，金怡濂感慨万千，当年在这个领域我们一无所有，一片空白，经过60年的追赶，中国人终于完成了真正意义上的超越！他想起当年父亲说过的话，中国人是非常聪明智慧的，只要下决心做事，是一定能做成的……他的眼睛湿润了。

2017年11月，新一期的全球超级计算机500强发布，“神威·太湖之光”连续第四次获得冠军。它所取得的历史性突破，习近平总书记等党和国家领导人给予了充分肯定，赞扬其在我国高性能计算机历史上具有重要里程碑意义，赞扬大家探索了一条自主创新发展高性能计算机的道路。

金怡濂院士60多年来为我国计算机事业做出的卓越贡献，也得到了习近平的赞扬和肯定。

浩瀚太空，群星闪耀。遥远的天际，有一颗小行星，它的名字叫金怡濂——那是2010年5月，经国际天文学家联合小天体命名委员会批准、以金怡濂的名字命名的，以表彰他在科学技术领域的重大贡献。

2013年1月26日，中国计算机学会（CCF）将2012“CCF终身成就奖”授予金怡濂，以表彰他为我国计算机事业的创建、开拓和发展做出的卓越贡献。

而在金怡濂看来，这个“终身成就奖”只是一个阶段性的总结，内涵是“以资鼓励，继续努力”。

虽然他已经90岁，但他的身板依然硬朗，他深邃的目光依然一如既往地关注下一代巨型机的研制，关注年轻一代的成长。他提醒后来者，创新之路，永无止境，科研工作者只有把自己的命运和祖国的命运紧紧联系起来，才能有永不枯竭的创造力……