¿Qué es la Máquina del Amanecer?
Li Guojie
De 1953 a 1, se estableció el primer grupo de investigación informática de China. Hoy en día, los investigadores informáticos de China han pasado por más de 40 años de arduo viaje empresarial. Desde la imitación, el rastreo y la investigación independiente bajo bloqueos extranjeros, hasta bailar con lobos y competir en el mismo escenario bajo la situación de reforma y apertura, desde contribuir a la construcción de la defensa nacional y dos bombas y un satélite, hasta proporcionar fuentes de tecnología orientadas al mercado. Para la industrialización, los investigadores científicos han hecho contribuciones imborrables al país y han marcado hitos uno tras otro que quedarán registrados en la historia. Este artículo revisa brevemente la historia del desarrollo de las computadoras de uso general en China, resume las experiencias y lecciones históricas y proporciona algunas referencias históricas para las personas que se preocupan por la industria informática de China.
1. Hua y el primer grupo de investigación informática de China
El profesor Hua es el fundador y uno de los pioneros más importantes de la tecnología informática en nuestro país. Cuando von Neumann comenzó a diseñar EDVAC, una computadora electrónica de uso general con programas almacenados, el profesor Hua Hua, que trabajaba en la Universidad de Princeton en los Estados Unidos, visitó su laboratorio y a menudo discutía temas académicos con él. El profesor Hua regresó a China en 1950. Durante la reestructuración nacional de colegios y universidades en 1952, se contrató a tres investigadores, Min Naida, Xia y Wang, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Tsinghua. Durante 1956, se estableció el Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China y el profesor Hua actuó como director del comité preparatorio. La informática es una disciplina de ingeniería y tecnología aplicada, pero desde los orígenes de la investigación informática en el mundo y en China se puede ver que disciplinas básicas como las matemáticas tienen profundas raíces en el desarrollo de las computadoras. En la historia de la industria informática de China, además de Hua, también hay matemáticos famosos como Feng Kang y Wu Wenjun y otros científicos de investigación básica que han realizado contribuciones destacadas.
2. El desarrollo de la primera generación de computadoras con tubos de electrones (1958~1964)
De 1964 a 1956, el Primer Ministro Zhou Enlai presidió la formulación del programa de 12 años de ciencia y El plan de desarrollo tecnológico para desarrollar computadoras electrónicas y el establecimiento del Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China figuraban como una de las cuatro principales medidas de emergencia en ese momento. Cuando la tecnología informática apenas comenzaba, esta joven república, que acababa de salir de la Guerra de Liberación y de la Guerra de Resistencia a la Agresión de Estados Unidos y de Ayuda a Corea, priorizó el desarrollo de altas tecnologías que pudieran tener un impacto significativo en el desarrollo a largo plazo. Como "medida de emergencia", esto demostró plenamente que nuestro país es la primera La visión de una generación en el desarrollo de tecnología. Como modelo para la formulación de planes de desarrollo científico y tecnológico, esta gloriosa historia debe quedar siempre grabada en nuestros corazones.
Mi país comenzó a desarrollar computadoras electrónicas digitales de uso general en 1957. El 1 de agosto de 1958, esta máquina pudo realizar operaciones de programas cortos, lo que marcó el nacimiento de la primera computadora electrónica de China. Para conmemorar este día, la máquina recibió el nombre de Computadora Electrónica Digital Bayi. Durante el mismo período de ajuste de confiabilidad y cálculo de prueba de la computadora Bayi, la máquina comenzó a producirse en pequeños lotes en la fábrica 738 y pasó a llamarse 103 Computer (DJS-1), con un total de 38 computadoras producidas. El Tipo 81 se desarrolló con éxito bajo la dirección de expertos de la (antigua) Unión Soviética basándose en los planos de diseño de la máquina M-3 proporcionados por la (antigua) Unión Soviética. Su velocidad de cálculo es de sólo decenas de veces por segundo. Posteriormente, se instaló una memoria de núcleo magnético de desarrollo propio y la velocidad de cálculo se aumentó a 3000 veces por segundo. En mayo de 1958, mi país comenzó a desarrollar la primera computadora electrónica de uso general a gran escala (Computer 104). La Academia de Ciencias de China se basó en la computadora бэсм-ii desarrollada por la (ex) Unión Soviética en ese momento, y con la guía y ayuda de los (ex) expertos soviéticos, los cálculos se dividieron en cuatro, siete y cuatro. regiones. Mientras desarrollaba la computadora 104, el equipo de investigación científica dirigido por el académico Xia diseñó y desarrolló con éxito la computadora 107, una pequeña computadora electrónica de uso general por primera vez en abril de 1960. En 1964, se desarrolló con éxito la primera computadora de tubo digital de uso general a gran escala 119 de diseño propio de China, con una velocidad promedio de operación de punto flotante de 50,000 veces por segundo. En el desarrollo de 119 participaron alrededor de 250 investigadores y en la cooperación participaron más de una docena de unidades.
El desarrollo de las computadoras electrónicas en China es una generación posterior al de Estados Unidos.
Cuando salió la computadora 104 en 1959, IBM lanzó la primera computadora con transistores (IBM7090). Mientras la comunidad internacional trabajaba en la segunda generación de productos informáticos (1959-1964), nosotros estábamos desarrollando la primera generación de ordenadores de tubo. Japón empezó casi al mismo tiempo que nosotros. En 1958, la empresa japonesa NEC desarrolló con éxito la primera computadora de tubo de electrones de Japón, la NEC1101. Al inicio de la fundación de la República Popular China, cuando comenzamos a desarrollar computadoras electrónicas, tomamos una serie de decisiones acertadas, como enviar técnicos a estudiar a la Unión Soviética (la única opción en ese momento era abrir hacia el mundo exterior), "concentrarse primero y luego descentralizar" y organizar clases de estudio para cultivar el talento que se necesita con urgencia y cooperar con la investigación científica y las unidades de producción. La primera generación de desarrolladores de computadoras de China trabajó arduamente para aprender tecnologías avanzadas, y su espíritu de trabajo desinteresado es conmovedor. Hasta principios de la década de 1990, todavía eran la columna vertebral del desarrollo informático de China. La primera generación de computadoras de tubos de electrones de China jugó un papel en el desarrollo de la bomba atómica (104) y la bomba de hidrógeno (119). Debido a la política de bloqueo imperialista, nuestro país comenzó a desarrollar sólo la línea técnica de "utilizar todo el equipamiento nacional y confiar en su propia capacidad técnica". Se necesitaron 5 años para desarrollar con éxito la computadora 119. Se puede ver que era bastante difícil desarrollar una computadora grande desde cero en ese momento. La principal fuerza impulsora para el desarrollo de la primera generación de computadoras electrónicas de mi país fueron las aplicaciones militares, y la demanda de computadoras civiles no era muy fuerte. La alta tecnología suele utilizarse por primera vez en el ejército, pero su popularización y la formación de industrias dependen de una gran cantidad de demanda civil. Esto lo demuestra la historia del desarrollo de la alta tecnología en el mundo, y lo mismo se aplica al desarrollo de la industria informática de China.
3. Desarrollo de la segunda generación de computadoras con transistores (1965 ~ 1972)
Mientras se desarrollaba la primera generación de computadoras con tubos de electrones, China también comenzó a desarrollar computadoras con transistores. La primera computadora de transistores a gran escala de mi país (computadora 109 B), desarrollada con éxito en 1965, estaba en realidad en proceso desde 1958. Para fabricar computadoras con transistores bajo un embargo extranjero, se tuvo que establecer una fábrica de semiconductores (Fábrica 109) para producir transistores. Después de dos años de arduo trabajo, Factory 109 proporcionó todos los transistores necesarios para la máquina (la máquina 109 B compartía más de 20.000 transistores y más de 30.000 diodos). Este espíritu de lucha de "si no hay condiciones, no crees condiciones" todavía nos inspira hoy. La máquina 109 B fue mejorada y dos años más tarde se lanzó la máquina 109 C. Lleva 15 años funcionando para los usuarios y ha solucionado problemas de forma eficaz durante más de 65.438 millones de horas. Desempeñó un papel importante en la prueba de dos bombas de mi país y fue aclamado por los usuarios como un "avión meritorio". El sector industrial de China jugó un papel importante en el desarrollo y producción de computadoras con transistores de segunda generación. North China Computer ha desarrollado con éxito 108, 108 B (DJS-6), 121 (DJS-21) y 320 (DJS-6), que se han producido en cinco fábricas, incluida la 738 Factory. De 1965 a 1975, Factory 738 produjo más de 380 productos de segunda generación, incluidas 320 máquinas. La Industria Militar de Harbin (predecesora de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa) lanzó con éxito la computadora de transistores 441B en febrero de 1965, produciendo más de 40 unidades en pequeños lotes.
La mayoría de las computadoras con transistores de segunda generación de China se desarrollaron en vísperas de la Revolución Cultural. Cuando los países extranjeros estaban desarrollando la tercera generación de computadoras de circuitos integrados pequeñas y medianas (1964 ~ 1972), se introdujeron la serie de mainframe representada por IBM 360 (1964) y la serie de minicomputadoras representada por la serie PDP-8 de DEC (introducida en 1963). No empezamos a prestar atención a las series compatibles con los principales productos extranjeros hasta mediados de la década de 1970, 10 años más tarde, la mayor parte del software del sistema de las computadoras de primera y segunda generación de nuestro país fue desarrollado por nosotros en los primeros días de la Unión Soviética. Union El método del operador fue la ideología rectora. Después de 1962, recurrió a la tecnología de compilación basada en ALGOL 60 y desarrolló sistemas de compilación influyentes como BCY y BX119. uno. Una tendencia a enfatizar el hardware sobre el software.
4. El desarrollo de computadoras de tercera generación basadas en circuitos integrados de tamaño pequeño y mediano (1973 ~ principios de los años 1980)
El desarrollo. de las computadoras de tercera generación de China está influenciada por el impacto de la Revolución Cultural.
En 1964, IBM lanzó la serie 360 de mainframes, lo que marcó la entrada de Estados Unidos a la tercera generación de la era de las computadoras. No fue hasta principios de la década de 1970 que mi país introdujo computadoras grandes, medianas y pequeñas con circuitos integrados. En 1973, la Universidad de Pekín cooperó con Beijing Cable Power Plant y otras unidades para desarrollar con éxito una computadora de uso general a gran escala con una velocidad de cálculo de 10.000 veces por segundo. En 1974, diseñó y desarrolló conjuntamente la pequeña computadora DJS-130. Universidad de Tsinghua y otras unidades, y posteriormente minicomputadoras DJS-140, formando 65438. Al mismo tiempo, con North China Computing como base principal, se organizaron 57 unidades en todo el país para diseñar conjuntamente la serie de computadoras DJS-200, y también diseñaron y desarrollaron la serie de súper minicomputadoras DJS-180. A finales de la década de 1970, el 32º Instituto de Electrónica del Ministerio de Electrónica y la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrollaron con éxito las máquinas 655 y 151 respectivamente, ambas con una velocidad de un millón de veces. En la década de 1980, las computadoras de alta velocidad de China, especialmente las computadoras vectoriales, lograron nuevos avances. En 1983, la Academia de Ciencias de China completó el cálculo de la primera máquina vectorial a gran escala de mi país, la máquina 757, con una velocidad de cálculo de mil millones de veces por segundo. Este récord lo batió la supercomputadora de exaescala Galaxy-I desarrollada por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa en el mismo año. La supercomputadora Galaxy-1 es un hito importante en el desarrollo de las computadoras de alta velocidad en nuestro país, marcando la reducción de la distancia entre China y países extranjeros a unos 7 años durante el turbulento período de la Revolución Cultural (la máquina de referencia de Yinhe-1 Cray-1 fue lanzado en 1976).
Desde mediados de los años 1970 hasta principios de los años 1980, la industria informática de China tomó su forma inicial. En enero de 1973, el Cuarto Ministerio de Industria de Maquinaria celebró la "Primera Conferencia Profesional de Computación Electrónica" (es decir, la Conferencia 7301), que concluyó que el desarrollo de computadoras de mi país en la década de 1960 estaba destinado a tareas de ingeniería específicas (principalmente defensa nacional) y no podía Desde la producción en masa, con base en las lecciones aprendidas, decidimos abandonar la política técnica de simplemente buscar mejorar la velocidad de computación, determinamos la política de desarrollo de computadoras en serie y propusimos el desarrollo conjunto de computadoras en serie pequeñas, medianas y grandes. La conferencia 7301 es de gran importancia en la historia del desarrollo informático en China. Se han producido y vendido casi mil unidades de la pequeña computadora de uso general DJS-130, lo que indica que la industria informática de mi país se ha embarcado en el camino de la producción en masa serializada. A finales de la década de 1960, la capacidad instalada de computadoras en China era de aproximadamente 500. En 1980, la capacidad instalada de computadoras en China había llegado a más de 6.000. Desde el comienzo de las PC extranjeras a fines de la década de 1970, en 1983, la capacidad de computadoras en los Estados Unidos había superado el millón y el desarrollo y popularización de las microcomputadoras en nuestro país iba a la zaga de los del extranjero. Desde que Intel lanzó el primer chip de microprocesador 4004 en 1971, especialmente el chip de microprocesador de 8 bits 8080 en 1974, la Ley de Moore (es decir, el grado de integración de los circuitos integrados, cuyo rendimiento se duplica cada 18 meses) comenzó a tener un impacto en la El desarrollo de las computadoras tuvo un impacto decisivo y el mundo entró en la era de las computadoras de cuarta generación (es decir, la computadora de cuarta generación). Algunos investigadores extranjeros involucrados en el desarrollo de computadoras recurrieron al diseño de microprocesadores. Este importante cambio tecnológico ha resultado en la separación de los técnicos en microelectrónica y circuitos integrados de los investigadores en lógica informática y diseño de circuitos, y las empresas de circuitos integrados tienen una grave escasez de diseñadores de lógica y sistemas informáticos. Desde la década de 1960, China ha desarrollado varios microprocesadores. En 1977, también desarrolló con éxito un microprocesador de circuito integrado a gran escala de 16 bits de diseño propio, pero se utilizó como una nave espacial especial. Hay muchos institutos de investigación en China dedicados al desarrollo de computadoras y chips especializados, pero ninguno con el objetivo de desarrollar microprocesadores de uso general. Hoy en día, los chinos exigen sus propios chips de microprocesador, pero en los años 1970 dejamos atrás los peligros ocultos que causaron las dificultades de los años 90.
En quinto lugar, el desarrollo de la cuarta generación de ordenadores basados en VLSI (a partir de mediados de los años 80).
Al igual que en el extranjero, el desarrollo de la cuarta generación de ordenadores en nuestro país también comenzó con los microordenadores. A principios de la década de 1980, muchas unidades domésticas también comenzaron a desarrollar microcomputadoras con chips Z80, X86 y M6800. 1983 12 El Sexto Instituto de Electrónica desarrolló con éxito una microcomputadora DJS-0520 compatible con IBM PC. En los últimos 10 años, la industria de microcomputadoras de China ha recorrido un camino extraordinario. Hoy en día, las microcomputadoras nacionales representadas por las microcomputadoras Lenovo han ocupado la mayor parte del mercado interno.
Debido a limitaciones de espacio, este artículo solo se centra en computadoras de uso general de alta velocidad, y el desarrollo de microcomputadoras no se discutirá en detalle aquí. En 1992, la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló con éxito la supercomputadora paralela de propósito general Galaxy-II, con una velocidad máxima de 400 millones de operaciones de punto flotante por segundo (equivalente a 10 mil millones de operaciones básicas por segundo). Galaxy-II es una máquina vectorial de cuatro procesadores con memoria principal compartida. Su procesador central vectorial adopta un diseño de circuito integrado de tamaño pequeño y mediano y alcanzó el nivel avanzado internacional a mediados y finales de la década de 1980. Desde principios de la década de 1990, el desarrollo de computadoras paralelas de alto rendimiento utilizando chips de microprocesadores convencionales se ha convertido en una tendencia de desarrollo. Después de más de 10 años de arduo trabajo, China se ha enfrentado a una buena situación de apertura al mundo exterior. En comparación con las décadas de 1960 y 1970, las condiciones para el desarrollo de computadoras han cambiado mucho. Según el despliegue del plan nacional 863 y después del análisis, el Centro Nacional de I + D en Computación Inteligente ha adoptado una ruta técnica que está en línea con la tendencia del desarrollo tecnológico y hace algunas cosas y otras no. Con menos inversión en mano de obra y capital y un ciclo de diseño y desarrollo más corto, el multiprocesador de memoria compartida totalmente simétrico Shuguang-1 se desarrolló con éxito en 1993. Esta es la primera vez en China que se diseña, desarrolla y comercializa una computadora paralela basada en un chip microprocesador de propósito general y un sistema operativo estándar UNIX. La práctica innovadora de la máquina paralela Shuguang-1 explora un camino para desarrollar computadoras de alto rendimiento en las condiciones de reforma y apertura. Siguiendo esta ruta técnica, en 1995, el Centro Nacional de Máquinas Inteligentes lanzó la primera máquina paralela del país con una estructura de procesador masivamente paralelo (MPP), la Dawn 1000 (que incluye 36 procesadores), con una velocidad máxima de 2.500 millones de veces por segundo. Operaciones de punto flotante, la velocidad de operación real se ha incrementado en 10 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo. Dawn 1000 es similar a la arquitectura de computadora paralela a gran escala y la tecnología de implementación lanzada por Intel Corporation de los Estados Unidos en 1990, y la brecha con países extranjeros se ha reducido a aproximadamente 5 años. En 1997, la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló con éxito el sistema de supercomputadora paralela Galaxy III. Adopta una arquitectura de procesamiento paralelo de almacenamiento compartido distribuido escalable y consta de más de 130 nodos de procesamiento. El rendimiento máximo es de 130 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo. La tecnología integral del sistema alcanzó el nivel avanzado internacional a mediados de la década de 1990. En los últimos años, los países extranjeros han desarrollado vigorosamente sistemas de clúster con alta escalabilidad y alta disponibilidad, lo que se ha convertido en la principal tendencia de desarrollo de las computadoras de alto rendimiento. De 1997 a 1999, el Centro Nacional de Máquinas Inteligentes y Sugon Corporation lanzaron sucesivamente al mercado los superservidores con estructura de clúster Sugon 1000A, Sugon 2000-I y Sugon 2000-II. La velocidad máxima de computación ha superado los 100 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo y el tamaño de la máquina ha superado las 160. En el desarrollo de superservidores, los avances tecnológicos se centran en la interconexión de alta velocidad y la fácil gestión, un sistema operativo de clúster de imágenes de sistema único y entornos operativos y de programación fáciles de usar. Sugon Cluster Super Server comenzó 3 o 4 años más tarde que productos internacionales similares (como la serie IBM RS6000SP), pero ha podido lanzar nuevos productos simultáneamente con IBM y tiene una fuerte competitividad en el mercado.
Resumen:
Al observar la historia del desarrollo de las computadoras de uso general de alto rendimiento de mi país durante más de 40 años, desde la computadora 103 hasta la computadora Sugon, ha pasado por un viaje extraordinario. En términos generales, excepto durante el período turbulento de la Revolución Cultural, la brecha entre nuestro nivel de investigación y el de los países extranjeros se está reduciendo gradualmente. La siguiente tabla enumera los tiempos de lanzamiento de computadoras icónicas de cada generación en el país y en el extranjero (la cuarta generación se divide en varias arquitecturas típicas). Entre ellas, las computadoras extranjeras representativas incluyen ENIAC, IBM 7090, IBM 360, CRAY-1, Intel Paragon). e IBM SP -2, las computadoras representativas nacionales incluyen 103, 109B y 65438.
Clústeres paralelos a gran escala de máquinas vectoriales de primera, segunda y tercera generación
Estados Unidos 1946 1959 1964 1976 1990 1994.
China 1958 1965 1973 1983 1995 1998.
El año relacionado con el tiempo de lanzamiento 12 6 9 7 5 4
En términos de desarrollo informático, la brecha entre China y los países desarrollados no se debe principalmente a que se haya fabricado el mismo tipo de máquina. Lanzado unos años más tarde que en el extranjero, pero se basa en dos puntos: (1) Hay poca innovación original. La mayoría de las computadoras que lanzamos se mejoran en referencia a máquinas extranjeras y casi no hay innovación independiente para desarrollar una arquitectura. que sea ampliamente aceptado por los usuarios. (2) La comercialización y la industrialización de los resultados de la investigación van a la zaga de los países desarrollados. Además de los impresionantes logros de industrialización de las microcomputadoras (pero no muchos derechos de propiedad intelectual independientes), todavía se está explorando el camino de la industrialización de las computadoras de alto rendimiento por encima de las estaciones de trabajo. Después de años de arduo trabajo, empresas como Taiji y Huasheng han logrado grandes logros en minicomputadoras y estaciones de trabajo. En los últimos años, Sugon ha realizado incansables esfuerzos para desarrollar servidores de alto rendimiento (incluidos superservidores). Las instituciones de investigación científica de defensa nacional de China han desarrollado con éxito supercomputadoras que eran líderes a nivel internacional en ese momento. Sin embargo, cuando el gobierno de Estados Unidos formuló los estándares de embargo para las computadoras de alto rendimiento en China, todavía consideraba que los productos chinos eran competitivos en el mercado. Dawn Super Server se ha lanzado al mercado decenas de miles de millones de veces y el límite de embargo actual también es decenas de miles de millones de veces. Esto también muestra que la capacidad de industrialización y comercialización es el principal indicador de la fortaleza informática de un país. Para tener éxito en el mercado, la gente de la industria informática china y las empresas relacionadas deben emancipar aún más sus mentes, cambiar sus conceptos, cooperar sinceramente y abrir nuevas perspectivas en la competencia.