冬月十九,长沙
一九八三年十二月二十二日,长沙。天阴,屋里开着灯。国防科技大学的一间机房里,机器的柜子一排立着,柜门关着,指示灯亮着。
按站内历法核校,这一天是癸亥年冬月十九,日干支甲申。
这一天,这台机器通过国家鉴定。鉴定的意思是:按规定的题目跑一遍,测出来的速度、精度、稳定性都达到指标,可以交付使用。
一秒一亿次
一亿次,是每秒一亿次浮点运算。
这个数放在今天不算什么——一台手机比它快几千倍。放在一九八三年,它是国内最快的。当时国内常用的计算机是每秒几十万次、几百万次的,一亿次是跨了一个量级。
一亿次能干什么?算一个天气预报的数值模式,原来要算一天,现在几个小时;算一个结构强度,原来要把网格划粗,现在可以划细;算一个流场,原来只能算二维,现在可以算三维。
向量机
这台机器的结构是向量机。
普通的计算机一条一条算,算完一个数再算下一个。向量机不一样:它有一条流水线,把一组数排成队,一个接一个送进去,前一个还在算,后一个已经进来了。这样一条流水线一直在忙,速度快几倍到十几倍。
什么题目适合向量?矩阵、数组、网格上的场。流体力学、结构分析、气象、信号处理,都是这类题目。所以向量机在科学计算上特别合适。
机器里有几个部分:运算部件、存储、输入输出、还有一套监控程序。存储是分层的,快的小,慢的大,数据要一级一级搬。搬得不好,流水线就空转,速度掉下来。写程序的人要会安排,把数据提前搬到靠近运算部件的地方。
元器件只能用国产的
那时候,高性能的集成电路从国外买不到。买不到,就得自己做。
机器上用的是国产的中小规模集成电路,集成度不高,一块板子上密密麻麻几百块。板子插在机柜里,一个机柜几十块板,几十个机柜连起来。
板子多了,问题也多:信号在板子之间传,线长了会延迟,会串扰;接插件多了,接触不良就出故障。所以机柜之间的连线要等长,接插件要定期清洗。
调试的时候,一台机器几十万个焊点,一个点虚焊,机器就出错。找这种错,靠人一段一段查,查几天是常事。
机房
机器占了一间大屋子,几十个机柜排成几行。
机柜是灰蓝色的,门上有一个把手,柜里有风扇。机器耗电大,热量多,光靠风扇不够,机房里有空调,风从地板下面送上来,从顶上抽走。
有的部件要水冷。水管从机柜下面进去,接在发热的部件上,水把热带走,再流到外面的冷却机组。水管接头要拧紧,漏一滴水在电路板上就是事故。
机房里说话要大声,风扇和空调的噪音盖过人声。值班的人戴着耳塞,隔一段时间巡一遍,看指示灯,摸一摸机柜的门,感觉温度。
怎么用
机器只有一台,要用的人多,所以排班。
用机的人先交题目,写清楚要算什么、要多长时间、用什么程序。管理员按轻重缓急排,排上了给一个时间段,两个小时或者四个小时。到点必须下机,下一个等着。
上机的时候,程序和数据从磁带或者纸带读进去。纸带是一卷纸,上面打孔,一行一行,读的时候纸带在机器里跑,跑快了会断,断了要接。磁带快一些,可磁带机也容易出错。
算完的结果打印出来,一大叠纸,抱着回去看。
机柜上的编号
每个机柜上有一个编号,喷在柜门上方,白字。编号按功能分:运算的、存储的、输入输出的、电源的,各占一段号。
编号是按位置排的,不是干支。癸亥年冬月十九、日干甲申,这一层在柜门上没有;编号是给检修的人找柜子用的,一报号就知道在哪一行哪一列。
机房的地板是活动的,一块一块掀起来,下面走线。掀开一块,能看见几十束线,用扎带捆着,红的黑的,一直延伸到别的柜子底下。