在先期技術攻關基礎上，國防科技大學申報了國家科技部“十二五”863計劃，并于2011年12月通過立項評審，天河二號攻關戰役正式打響。翌年3月，該校與廣東省、廣州市、中山大學簽署合作協議，通過軍民融合式發展，共建廣州超級計算中心。各方的大力支持，為天河二號的研制注入強勁動力，使研制工作邁入“快車道”。
在國家重大專項支持下，科研人員自主研制出當前國內主頻最高的新一代“飛騰－1500”CPU。它的芯片只有拇指蓋大小，卻相當于13億個晶體管在工作。4096個這樣的芯片構成的服務陣列，蔚為壯觀。
世界超算的發展歷程表明，計算能力每提高一個量級，都需要體系結構的創新和關鍵技術的突破。超算要突破億億次級決不是量的簡單疊加，而是全系統質的跨越。
體系結構是高性能計算機的“筋骨”。獨具匠心的“異構融合體系”在天河一號中獲得成功。研制人員在此基礎上，再辟蹊徑自主創新了新型異構多態體系結構，設計了微異構計算陣列和新型并行編程模型和框架，并在高速互聯、新型層次式加速存儲架構等方面取得了一系列創新和突破。
隨著系統規模擴大，用電量隨之大增。有人驚呼，照此發展下去，每臺超級計算機需配備一個專用發電廠，才能滿足其滿負荷運行。天河二號通過采用綜合化能耗控制，實現了層次式優化框架、自適應能耗控制算法等電源設計，有效提高了系統的能效比。
一個對比令人驚嘆：與天河一號相比，天河二號執行相同計算任務的耗電量只有前者三分之一。
“王者歸來”，競爭正未有窮期
三年之內，兩度問鼎。從被認為國際超算領域的“一匹黑馬”，到今天的“王者歸來”，“天河”團隊正書寫著世界超算傳奇。
在攻關的日子里，“天河樓”每晚都燈火通明。“周周五加二，天天白加黑”，成為科研人員的工作常態。
今天，當中國超算再次圓夢時，出現在領獎臺的僅有1人。面對榮譽得失，大家總是胸懷坦蕩：“能參與這樣大的國家工程，我們感到無比自豪。”
不是所有國家都有能力做超算，人才是重要因素。據悉，“天河”團隊中青年科研人員是中堅力量，博士占60%以上。學院每年有數以百計的研究生畢業，許多人在讀研期間已在“天河”有了自己承擔的項目。從去年開始，23名高年級本科生也加入到“天河”團隊中。
國防科技大學王建偉政委說：“這是學校著眼未來超算發展，超前培養優秀拔尖人才的一項超常舉措。”讓年輕人提前進入攻關前沿陣地，使“天河”團隊在攀登世界科技新高峰的征途上，有了源源不斷的人才后備力量。
發展超級計算機的意義，不僅僅在于贏得排名。“超級計算是個水晶球，可以預知未來。”杰克·唐加拉教授說。李楠則用“頂天”和“立地”為中國超算定位——不僅要為大科學、大工程等挑戰性問題提供解決方案，也承擔著提升經濟社會信息化、推進產業轉型升級的職責。
目前，依托天河二號開展的百萬人量級全基因組分析、高通量虛假藥物篩選、大型裝備結構設計、超大規模暗物質宇宙學模擬等一大批應用和基礎研究項目，正緊鑼密鼓地進行。
天河二號奪冠之日，也是新一輪攻關啟動之時。據了解，該校攻克更高性能超級計算機技術的攻關戰斗已經打響，新一代“飛騰-2000”CPU項目已經全面展開。
據悉，天河二號到2015年完全交付使用時，運算速度將再提升1倍，屆時技術性能也將水漲船高。
（南京蔡渭濱 記者王握文 張琳）
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