大家是不是都听过超级计算机、云计算、量子计算，那你知道这些跟计算有关的名词其实有一个与其息息相关的概念——算力。

曾经有传言说我国连计算原子弹关键数值，都要靠传统的珠算，很长一段时间都被戏称为“手搓核弹”。

而如今，中国的算力已经跻身世界第一梯队，甚至有望冲刺巅峰。短短60年，我国是如何实现飞跃式发展的？

所谓的算力是什么？

那么算力到底是什么呢？通俗点来说，就是计算能力。

算力的初始表现形式为生物智能，比如我们可以通过口算、心算或指算等方式进行简单地计算，当然也不乏有一些数理化大牛可以通过口算进行复杂计算。后来随着社会的发展，又出现了一些简单的计算工具用于辅助计算，比如算盘，还有计算器。

但是随着社会的不断发展和进步，这种只能进行简单计算的计算工具已无法满足人类的需求。因此随着信息工业化革命的开展，算力也开始了信息化智能化的发展。

世界上第一台真正意义上的电子计算机“ENIAC”诞生于1946年，这台计算机是由电子管为元件组成的，因此也被叫作电子管计算机。这台计算机总共使用了1.8万只电子管，占地面积约170平方米，是一个名副其实的庞然大物。

1948年，美国纽约时报发布了一则新闻，新闻称贝尔实验室发明了一种新的计算机元件——晶体管，晶体管的发明标志着半导体技术的出现。不同于电子管需要需要通过加热电极并改变电压方向来控制电路开关，晶体管无需加热，只需通过改变电压就能够对电路开关进行控制。

晶体管让计算机的体积有了缩小的可能，于是计算机的体积由第一代的巨无霸逐渐发展成只有衣柜的大小。但是科学家们并没有止步于此，为了进一步缩小计算机的体积，科学家们又将晶体管以及电阻等电子元件组装在同一个半导体上，于是我们熟知的集成电路就诞生了。

英特尔公司的创始人之一戈登·摩尔曾预言，集成电路上所能容纳的晶体管数量，每两年就会增加一倍，这就是著名的“摩尔定律”。

而现实中的情况与预言的走向几乎完全一致，随着集成电路性能的不断提升，晶体管体积的不断缩小，这块半导体逐渐变成了我们今天广泛运用的“芯片”。

算力的发展

个人电脑中的中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）都是由芯片组成的，当前的芯片已经发展到以极小的体积就可以容纳上百亿个晶体管的水平，因此计算机拥有的算力也有了大幅度的提升。但尽管如此，对于一些尖端科技领域的计算难题，这样的计算机仍显得力不从心。

于是超级计算机（以下简称“超算”）出现了，超算的处理器多达几万个。超算的出现，将以往需要以年为单位的实验或计算缩短为以小时为单位的实验或计算，极大地提高了算力。

因此，超算的发展水平也直接关系到了尖端科技领域的发展水平，一个国家超算的算力就代表着国力。

我国超算的发展道路并不是一帆风顺的，在今天人们听到时已经习以为常的“天河一号”“神威太湖之光”出现之前，我国的超算技术曾经一度受到封锁。

1960年，苏联从我国撤走了最后一批专家，我国研制原子弹的科学家在此之后只能参考苏联专家留下的数据，依靠自己的力量继续进行研究。

原子弹不同于其它武器，可以通过拆卸来研究其构造组成，而只能依赖科学家的想象力。这其中涉及到大量的方程式，数学物理概念包含了大量复杂的计算过程。而当时我们的计算工具只有手摇计算机和算盘。

著名的“九次运算”就发生在这个时期。研究人员夜以继日地计算着海量的数据，但是九次计算结果都跟苏联专家给出的数据不一致。最后，周光召先生一锤定音认定苏联的数据有错误。在这样困难的条件下，我国最终仍研制成功了原子弹。

当然，很多报道称我们是使用算盘计算出原子弹的数据，这是报道为了体现当时条件的艰苦采用的夸张的说法。实际上，最后完成核心计算任务的是我国第一台大型电子计算机——104计算机。

104计算机在研制期间正好遇上苏联专家撤出中国，研究人员只能自学俄文，研究全是俄文的资料，研制过程十分不容易。研制这台计算机的主角是中国科学院计算技术研究所，计算所在之后还将继续为我国的算力发展贡献力量。

到了20世纪70年代，研究人员发现计算机的速度如果无法达到每秒一亿次以上，就无法研制出第二代核武器。但此时中国还研发不出这样的超级计算机，因此借由美苏关系恶化，中美关系缓和，我们从美国进口了两台超级计算机。

美国当然也知道我们需要超级计算机是为了什么，于是提出条件，中国进口的超级计算机只能在玻璃房中使用，且不得用于军事目的的研究，玻璃房外面还有美国人监督中国使用计算机的过程。这就是屈辱的“玻璃房事件”。

面对这样的屈辱，我国不再对美国抱有期待，决心自行研制超级计算机。1978年，邓小平提出“中国要搞四个现代化，就必须要有巨型机”，这是要打破美日技术封锁的最好解决方案。

中国超算的诞生

发展超算的任务落在国防科技大学和中科院计算所的身上，国防科技大学研制的超算命名为“银河”，中科院计算所研制的超算命名为“曙光”，代表着我国要打破封锁，迎接曙光，征服星辰大海的决心。其中“银河”系列主要用于国计民生，服务国家战略，而“曙光”系列则主要面向企业，更加市场化。

1983年，我国第一台每秒运算一亿次的巨型计算机“银河”研制成功，使我国成为世界上少数几个拥有巨型机的国家。1992年，“银河2号”又相继面世，我国将其用于气象预测，使我国成为少数几个能够提前一周进行天气预测的国家。

1993年，中科院计算所成功研发出“曙光一号”，成为我国第一台高性能超级计算机。“曙光一号”研发成功后仅三天，西方国家便宣布解除十亿次计算机对中国的禁运。我国在突破西方的商业封锁，自身的战略能力也得到显著提高后，超算的发展终于迎来了曙光。

1995年，中科院推出了曙光2.0——“曙光1000”，运算速度突破每秒十亿次，性能又上了一个台阶。这个时期我国超算的水平与国外的差距缩小到5年左右。到2008年，“曙光5000A”的峰值速度已经达到了230万亿次。

曙光计算机的投产使用使得我国的商业机构也能够借助超算的高性能展开技术研究，打破西方国家进口计算机对我国超算市场的垄断。曙光系列机型的不断发展使我国在TOP500超算排名中的台数份额超过了美国。

中国的超算速度不断提升，但是当速度发展到千万亿次量级时，研究人员发现仅靠增加CPU的数量无法进一步提高运算速度。因此，研究人员引入了一个新的组合，将CPU和GPU组成“异构融合体系”，以此实现技术的升级。

“银河”系列计算机也是在这样的背景下升级为“天河”系列计算机。2009年，“天河一号”诞生，成为我国首台千万亿次的超级计算机，我国成为继美国以后唯一一个研制出千万亿次速度的超算的国家。

2013年，“天河二号”超级计算机正式亮相，运算速度甚至超过美国的“泰坦”，位居世界超算TOP500的榜首，其超高的性能使其六次蝉联超算世界第一。

也正是在中国超算迎来快速发展的时期，美国开始禁止向中国超算机构出售芯片，让“天河二号”在即将进行系统升级的前夕受到了阻碍。

但是很快，新的第一名让全世界都傻了眼。2016年，神威太湖之光横空出世，作为我国自主研发并采用纯国产芯片的世界第一台速度达到十亿亿次的超级计算机，连续两年获得世界高性能计算机TOP500的第一名。

从没有超算位列世界第一，我国的超算发展史一路艰辛，最终功夫不负有心人，我国成功突破西方国家的封锁，并站到了世界超算的巅峰。

在超算发展创造奇迹的几十年间，互联网也和人们的生活越来越密不可分，对于算力的需求也越来越高。而传统的算力结构触到了天花板，新的时代对算力的发展提出了新的要求。

云计算成新风口

21世纪初，我国的互联网改革才开始兴起，国外的IBM、微软等互联网巨头公司已经开始探索新型的算力结构。通过多个计算机组成服务器集群并接入网络，这样就可以将不同地点的计算和存储资源汇聚在一起，由运营方来负责集群的运维，并根据请求方的需求，来分配计算资源，这就是云计算。

云计算将算力资源整合到虚拟资源池中，按需分配算力资源，实现效率最大化，让普通用户也能以低成本获取所需的算力资源。

根据清华大学全球产业研究院的报告，算力指数每增长一个点，就会给我国的数字经济带来3.5‰的贡献，推动GDP提高1.8‰。

算力如此重要，但在十多年前的中国，几乎没有人意识到云计算代表着什么，加上云计算基础设施投资成本高，算力人才不足，导致我国在云计算领域上仍然落后于西方国家。

2013年，阿里云自研的系统成为各项业务通用的计算平台，不但为阿里集团的算力平台提供了新的更高性能的发动机，还开始对外提供大规模的服务，包括12306的车票业务，改善了春运期间购票软件一度瘫痪的情况。

至此，我国的云计算革命才开始乘风破浪，在全球十大算力平台榜单中占据了有力的一席之地，算力指数仅次于美国。

在未来，当算力网络在全国甚至全世界成为现实时，元宇宙将不再仅仅是一个概念，也有可能会成为现实。到那个时候，算力将发挥出全新的价值。