高超“算法”夺冠“银河大移民” 向“计算机自由”冲击

当今世界,人类深度沉浸于信息化的海洋。计算机,就像石器之于文明起源,铁器之于封建社会,蒸汽机之于第一次工业革命……它是决定历史走向、国家命运的基础工具。近些年,随着国家重视和业界投入,我国计算机自主可控取得一定突破,面临后发赶超、实现“计算机自由”的难得机遇。

半月谈记者在湖南、天津、北京等地走访了解到,我国未来实现“计算机自主”乃至“计算机自由”十分必要。要正视核心技术尚存差距、用户黏性亟待加强、产业资源亟须整合、反馈修正机制滞后等“拦路虎”,加快打造自主可控的计算机产业体系,把信息化时代的“工具”牢牢抓在自己手里。

高超“算法”夺冠“银河大移民”

湘江之滨、岳麓山下,古城长沙拥有超级计算、超级装备、超级水稻等科技名片。前不久在这里,依托“超算”的“航天青年军”,赢了“银河大移民”,拿下了有航天界“奥林匹克”之称的国际空间轨道设计大赛(简称GTOC)的冠军。

这支“航天青年军”,是由国防科技大学和西安卫星测控中心14名平均年龄不到29岁的青年组成的联队(以下简称联队)。大赛角逐目标,是美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)向世界航天界提出的“烧脑”命题——地球人从太阳系启程,该怎样向银河系大移民?

“有361个点的围棋棋盘,每个点有黑、白和无子3种状态,围棋的搜索空间为3的361次方,比宇宙的原子量大得多。”联队领队、国防科技大学教授罗亚中告诉记者,“‘银河大移民’有10万个移民目标,每个目标有‘移民’和‘不移民’两种状态,搜索空间为2的10万次方,空间分布复杂度比围棋高得多!”

规定时间内找到最适合“星际旅行”的路径,以尽量少的能耗、尽量高的效率、尽量均匀的分布实现太空移民……这是各国参赛团队面临的考题。最终,联队的“银河攻略”以3101分获得冠军。

美欧很多参赛团队表示,中国“航天青年军”的“算法”高超——在对手只能“移民”1000多个恒星系的时候,联队已具备“移民”4000多个恒星系的能力。

“航天青年军”运用高性能计算机赢得GTOC大赛,是计算机“中国能力”的一个缩影。

湖南大学校园里的国家超级计算长沙中心,拥有高性能计算机应用的多年实践经验。中国电子科技集团公司第48研究所研发的离子注入机、化学机械抛光机等,解决了集成电路装备“卡脖子”问题。国防科技大学“天河”超级计算机和“麒麟”操作系统、长城电脑PC和服务器、国科微电子固态存储与解码芯片、北斗导航系统及其核心芯片等“强强组合”,为我国计算机自主可控增加了强大底气。

记者在京、津、湘采访中还了解到,国产高性能计算机目前在基因测序、气象预报、航空航天乃至暗物质、引力波研究等方面大显神威。中国构建起的“PK”体系(飞腾CPU+麒麟操作系统),在一些桌面计算机应用领域正在替代“Wintel”体系( Windows+Intel)。

后发赶超面临“拦路虎”

湖南省工信厅厅长曹慧泉、国科微电子股份有限公司董事长向平等人认为,中国“计算机自主”眼下面临着一个“后发赶超”的难得机遇。

技术机遇。晶体管体积达到纳米级别,“摩尔定律”发展逼近物理极限,芯片发展趋于饱和,硅基光电子芯片、量子计算、云计算快速兴起,5G和AI时代加快到来……我国在量子计算、超级计算机、5G、AI等领域均具比较优势,尤其是应用场景和大数据积累方面,计算机换道超车存在可能。

转移机遇。中国是全球第一大电子产品生产和消费国。为避免因美国单方面制造贸易摩擦而失去中国市场,半导体巨头会加快向中国转移产业和技术。此外,因为国外相关行业不景气,中国还有机会通过国际并购补强补齐产业链。

人才机遇。中国每年培养的工程师数量,相当于美国、欧洲、日本和印度的总和。美国等对发展中国家高端技术人才的限制,导致一些项目变成半拉子工程,部分半导体高端技术和高端人才有可能向我国转移。

市场机遇。出于对网络信息安全的考量,党政机关、民生要害行业、规模化商业企业,无不希望实现计算机自主可控。相关预测认为,这种需求在未来3至5年会形成相当可观的市场规模。

记者采访中了解到,虽然未来前景很好,但目前自主可控计算机实际销售并不多。究其原因,在于面临不少“拦路虎”:

核心技术存代差。由于芯片加工技术等方面的短板,我国集成电路对外依赖度高。尽管我国在计算机核心技术方面已经取得一些突破,但由于不少领域仍与世界先进水平存在代差,加之自主可控计算机产业推广应用尚未形成规模,参与市场竞争能力薄弱。

用户黏性待提高。国产操作系统市场占有率只有5%左右,数据库领域国产品牌渗透率更低。在计算机高度普及背景下,用户黏性对市场需求影响力加大。“Wintel”体系覆盖了产业链大多数领域,形成了成熟稳定的产业生态环境,占有绝大部分市场份额和利润。在用户黏性指引下,计算机教育、培训、考试、应用等形成全方位固化习惯,国产“PK”体系胜出不易。市场占有率低,使国产技术因反馈修正机制滞后导致产品和技术更新迭代缓慢,发展受制约。

产业资源破碎。我国主要国产操作系统有多家,CPU厂商有基于MIPS架构的龙芯、基于ARM架构的飞腾、基于Alpha架构的申威、基于x86架构的兆芯……由于缺乏像“Wintel”那样的龙头企业或联盟,现有规模化企业难以形成合力。

“李逵”“李鬼”分不清。近些年，由于计算机自主可控相关项目、资金、土地、厂房等要素资源投入巨大,地方相关管理政策粗放,许多资本觊觎政策红利,争相上项目、争资源。有的项目缺乏人才和技术,无果而终;有的项目靠“讲故事”争取地方奖补政策,实际上徒有虚名;还有的国外厂家,采用“洋产品”穿“中山装”的手段搞假国产,不但与真国产争公共资源,还大打价格战，故意扰乱市场……这些因素，都易导致公共投入难以发挥效益。

制度设计要帮“李逵”、抓“李鬼”

向“计算机自由”冲击，一些业界人士提出以下建议：

有序统筹。当前,公共资源对计算机自主、可控的投入,需要进一步明晰边界。对关键核心技术,要分清轻重缓急,确定重点、制定规划、强化统筹,有序引导企业和研究机构开发,不能全面开花、平行推进、不分主次。要推动建立独立、权威的第三方测评机制,从质量测评、安全测评两个领域着手,提高多维度科学测评的技术能力,帮“李逵”、抓“李鬼”。

整合资源。紧跟5G各类应用场景需求及下一代信息技术发展前沿,采取“揭榜挂帅”模式,集中力量支持2～3家龙头骨干企业,整合产业链技术、装备、人才、市场等各类资源,在技术突破、市场推广等方面逐步形成强大联盟。

优化政府集中采购。严格落实网络安全法,把知识产权、技术能力、供应链安全、产品性能、国产化程度等作为政府集中采购自主可控相关产品的主要技术标准。逐步提高商业用户和个人用户黏性,加快自主可控相关产品的替代和应用系统迁移,培育强大合力。

坚持“扶强”。依托现有基础比较扎实、优势比较突出的企业和地区,集中投入,打通研发、生产、市场、销售、服务、培训等产业链缺失和薄弱环节,加快形成完整产业链条。政策主要扶植对象,应该是主要技术发源地、主要生产基地和已经具备良好产业发展生态的技术和领域。支持科技创新应该秉持开放心态，但绝不意味着要素投入可以大水漫灌、广种薄收。

关键词： 计算机自由