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超级电脑的前世今生

林一平与陈世卿博士合影。林一平提供

「级电脑能为社会做许多事。有一年超级电脑预测美国佛罗里达州将会有大雪霜,这个信息提早在2周前传达给佛州果农,预先准备,救了那一整年的橘子收成。当年台湾气象局要进口Cray电脑,美国有军事科技管制的顾虑,批准有困难。经陈世卿博士斡旋,得以圆满进口。」

克雷研究公司于1976年开发第一部超级电脑CRAY-1,销售至罗斯阿拉摩斯(Los Alamos)国家实验室时,造价880万美元。超级电脑之父克雷再接再厉,于1981年发表Cray-2超级电脑,采用水冷技术运作。

在发展Cray-2时,公司有另一个团队发展Cray X-MP,主要设计者为陈世卿(Steve Chen)。这位台湾来的年轻小夥子于1979年加入克雷研究公司。当时克雷给陈世卿2个选择,一是加入Cray-2的研发团队,有许多研发资源可用;其二是构思一个新计划,但仅提供有限的资源。

事过境迁的30年后,陈世卿很优闲的告诉我:「经过思考,我选择冒险性高、比较辛苦,但较创新的后者。」他采用多处理器的设计,以较便宜的处理器来制作出Cray X-MP超级电脑,每秒可执行10亿个指令,速度较Cray-2稍差,而成本则大大降低。陈世卿一炮而红,于1983年举行记者发表会。他回忆道:「我第一次在那麽大的场面讲话,英文说得结结巴巴。」

陈世卿于2009年7月访问交通大学,我有幸与他共处一段时间,受益良多。他提到,超级电脑能为社会做许多事。有一年超级电脑预测美国佛罗里达州将会有大雪霜,这个信息提早在2周前传达给佛州果农,预先准备,救了那一整年的橘子收成。当年台湾气象局要进口Cray电脑,美国有军事科技管制的顾虑,批准有困难。经陈世卿博士斡旋,得以圆满进口。1985年邓启福教授担任国科会工程处处长,研议筹备高速电脑中心,亦曾派员到美国请教陈世卿博士的意见。

近年来陈世卿博士仍然十分投入研发,但更深入偏远地区。某日我和他在新竹共进晚餐,帮他点了羊肉,问他菜还可以吗?他仅是客气回答还可以。后来他说了实话。他在甘肃吃过哈萨克斯坦人招待的羊肉后,其他地方的羊肉都不觉得好吃。他谈起在偏远的平原,现代哈萨克斯坦人骑摩托车牧羊的情景,相当有趣。

1986年德国曼汉大学(University of Mannheim)的Hans Meuer开始追踪高速计算的发展趋势,而一群专家们更在1993年成立TOP500超级电脑系统排名,来评估现有的超级电脑系统。这个排名,不是比赛处理器(CPU)或硬盘数目的多寡,而是比运算量。

超级电脑主要用于科学应用,需要执行大量浮点运算(Floating-point Operations;FLO),于是超级电脑的能力以每秒能执行的FLOPS来评量。浮点运算最早的标准(IEEE 754-1985 )由卡亨(William Kahan)所主导完成。卡亨持续对浮点运算的研究有重大贡献,被称为浮点运算之父(The Father of Floating Point)。

我于2014~2016年间在科技部担任政务次长,督导超级电脑的建置,了解其技术的复杂度,更能体会过去计算机先驱者的贡献。

林一平手绘之卡亨(William Kahan)。林一平提供

现为交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。