11月18日上午，中国科学院公布2021年新当选院士名单。大数据分析与应用技术国家工程实验室核心成员、北京航空航天大学计算机学院教授、中国计算机学会会士钱德沛新当选为中国科学院院士。11月25日下午，大数据国家工程实验室对钱德沛院士进行了独家专访。

人物简介

钱德沛，1952年8月出生，汉族，浙江海宁人，现任北京航空航天大学计算机学院教授，中国计算机学会会士。1977年本科毕业于西安交通大学，1984年硕士毕业于美国北德克萨斯州立大学，1991-1992年在德国汉诺威大学做高级访问学者。

研究方向

钱德沛院士长期从事计算机体系结构和高性能计算系统研究。解决了基于分散、异构、动态资源构建网络计算环境的关键技术问题，主持研发了国家高性能计算环境CNGrid；提出了改善众核并行编程的系统性方法，促进了高性能计算的普及应用；长期任高性能计算方向国家重大项目总体组长，主持制定了战略目标和实施方案，确立了高性能计算机的体系结构和技术方案，实现了高性能计算机的跨越发展。相关成果获包括国家科技进步二等奖（2007，2020，排名第一）在内的省部级以上科技奖励9项，授权发明专利30项，发表论文400余篇。

为访谈实录，内容已经过钱院士本人审核。（文章约4000字，阅读时间约10分钟）

实验室：首先热烈祝贺您新当选为中科院院士。请您分享一下您的过往学术经历和研究领域。

钱院士：上世纪80年代，我跟随西安交大郑守淇先生研发面向人工智能的计算机。在当时薄弱的工艺条件下，我们用位片逻辑做了一个加标体系结构的Lisp计算机，速度达到同期国际水平，但由于工艺条件限制，稳定性不够好。在此之后，我参加研发了一系列工业控制计算机，比如在恶劣条件下能够抗干扰的容错计算机。

90年代初，我在德国汉诺威大学的计算机体系结构与操作系统研究所做高级访问学者，主要研究并行计算机的模拟方法。回国以后又继续开展并行计算机体系结构的模拟。1996年进入863专家组以后，我在计算机体系结构方向担任责任专家。有一件事令人难忘。1996年冬，我跟李未老师到美国去开SC’96 (Supercomputing 96）大会，当时中国大陆去参加这个会议的人很少。那时候美国开始谈论grid（网格）这个概念，就是从元计算发展到网格计算，用网络计算环境来达到计算能力的普及和高效应用。会后我们参观了美国的一些学校并进行了交流，比如在Cornell大学参观了美国国家自然科学基金会（NSF）所建立的超算中心，深切感受到中国和美国在高性能计算方面的差距。1997年，美国的万亿次计算机出来，还有Deep Blue深蓝计算机系统战胜人类棋手。在那个年代，中国和美国的差距确实很大，体现在高性能计算机、应用环境和应用水平几个方面。从SC’96回来，我和李未老师把国外的情况详细地向国内做了介绍，并在306主题专家组内提出建立基于网格技术的国家高性能计算环境建议，并进行了讨论。在此背景下，1996年以后，863-306主题经历了一个从单台机器的研发，到研发和建设网络环境下的高性能计算环境的转变。我作为责任专家负责这个方向的工作，组织了306主题的重大课题“国家高性能计算环境”的研发。

2000年以后，科技部在高性能计算方向连续实施了4个863计划重大项目和国家研发重点专项。我作为总体组长，领导了这些项目的工作。这些项目始终坚持高性能计算机、高性能计算环境和高性能计算应用三位一体、协同发展的战略。通过这20年的持续研发，我国高性能计算机有了巨大进步，2010年天河一号首次获得世界第一，后来天河二号和神威·太湖之光又连续十次位居TOP500榜首。今天，我国和美国在高性能计算机方面实现了交替领跑。我国的国家高性能计算环境改变了计算的面貌，计算资源得到共享，科技人员从桌面就可以使用远地超级计算机的能力，过去要跑到机房才能上机的局面不复存在。我国并行计算的整体应用水平得到了大幅度的提高。就在最近，我国在外部封锁的条件下，又获得了国际高性能计算应用领域最高奖戈登·贝尔奖（ACM Gordon Bell Prize），这是自2016年以来第三次获得此奖项，是非常值得高兴的事情。

总的来说，计算机体系结构是我的本行，目前主要研究方向还是围绕着异构体系结构和面向领域的体系结构，以及在这些系统上提供应用开发支持和性能优化的手段，这是我所在团队的主要工作。

实验室：在高校里，一方面是研究，另一方面是教学。如果现在让您再教一门新的课程，您最有兴趣的是哪一门课？

钱院士：过去我上过的主要是计算机体系结构和计算机性能分析与评价相关的课程，体系结构还是我最感兴趣的。因为这些年来，虽然从片内微体系结构，到整个大系统的体系结构都有很大发展，但是还有很多问题没有得到解决。怎么样让学生更喜欢这个方向，就是不光学怎么用计算机，还要学怎么造计算机。要启发学生的兴趣。

实验室：在培养超算人才方面，您觉得应该从哪些方面突破，有什么好的意见和建议吗？

钱院士：前几年我在中山大学担任了一届计算机学院院长，一直想努力推进超算的人才培养。但我认为在目前的学科和专业分类体系下，不是太容易。超算实际上是一个跨学科的学科类型，涵盖了多个学科的内容。比如计算数学、计算机算法及其并行实现、软件开发技术以及计算机应用问题的解决方法等。因此，在培养超算人才方面，我认为要建立能够涵盖建模、算法、算法并行实现以及应用技术等多方面的独特学科，定义好该学科的教学体系、课程体系、人才培养目标及职业规划等，真正有效地促进我国超算人才发展。

实验室：您从专家的角度能否给我们谈一谈，我们国家在这个领域的学生培养或者说学科建设上和国外相比，给您最大的感受是什么？

钱院士：由于一些发达国家是学分制，学生会按照自己的喜好去完成学业内容，他们比较愿意发挥自己的想象力和能动性。相对来说他们想问题的思路比较开阔，会提出很多概念和愿景。而我们国家有着一个规定相对严格的教育体系，我们的学生在解决已提出的问题方面能力很强，比如华人在人工智能的算法上是很出色的。但在提出新概念、发现新问题的能力方面，还是要向国外学习。我认为不同文化之间的交融和学习是很重要的。

实验室：您认为如何在外部限制与封锁下，保持我国超级计算机的持续发展？

钱院士：中国的超算研究机构在2015年2月第一次被美国明确地列入实体名单，当时，国防科大和三个相关的国家超算中心都被列入到实体名单，我们当时也很意外。我认为对超算封锁造成的最大的问题有两点：

第一，美国想把我们排除到它的体系之外，排除到整个世界的技术发展体系之外，陷入孤立。我们在学术交流、人员往来上都受到了很大的限制。

第二，目前的技术封锁的形势还是比较严峻的。芯片的设计和实现手段短时间内可能还不能得到很好的解决。EDA软件在限制之列，我们目前已有的软件还可以使用，但是新版本的软件可能无法买到，这对我们的芯片研发团队造成了很大的困难，新的系统的设计就比较难。当年天河二号的升级，由于美国的加速器不能用，而自己的加速器还没有研发出来，升级工作推迟了将近两年之久。如果像最近这两年美国的封锁力度持续下去，我们面临的困难会更大。

我认为要解决这些困难，必须保持我国超级计算机领域的可持续发展的动力。首先，在国家层面上，需要国家的持续支持，需要国家意志的体现。目前有一种趋势，好像企业都能做超算了，国家可以退出了，我认为这种判断是错误的。美国这么发达，超级计算机仍然是国家主导，同时企业参与来具体建设。不应该让一些过于乐观或者是不正确的判断来影响科技部、影响国家层面的决策。其次，要加强学术界和产业界的合作，发挥各自优势，合力解决问题。关于瓶颈技术，芯片制造工艺我不是很了解。如果买不到最先进的设备，先进制造工艺上不去，我们是否可以换一些解决问题的思路？比如从空间找方法，通过3D的封装、多芯片模块或者小芯片技术等方面来弥补我们芯片先进制造工艺上的不足。

第三，我们要真正把机器用好，提高高性能计算的应用水平，扩大应用领域。很多人也许觉得高性能计算离我们很远，可能只有少数领域能够用得上，但实际上，近几年随着高性能计算技术的快速发展，与传统行业不断地渗透和融合，高性能计算已经进入了一个全新的时代。因此，我认为要不断扩大应用领域。假以时日，我们一定可以克服目前遇到的困难。

实验室：现在各行业的边界日渐模糊，那么在跨领域合作这方面，您能谈谈您的见解吗？

钱院士：我认为主要有两层面。

第一，每个人的知识面是有限的，需要各个学科领域的人在一起才能把事情做好。合作需要有共同语言，或者是培育一个共同语言。比如研制计算机的人要理解应用方面的人对理想中的机器的需求，要理解编软件的人如何思考以及需要哪些支持。同样，做应用的人，要理解机器的特点是什么，如何将应用模型变成一个可执行的程序在特定结构的机器上运行；研发软件程序的人，不仅要理解应用的逻辑、业务的逻辑，还要理解机器的特点。因此，我认为需要有一个平台，让数学家、计算机科学家、软件工程师及应用领域的科学家这四部分人在一起工作，合力做事情。

第二，在管理层面、在评价体系方面也需要做出一定的改进。比如目前国家自然科学基金委成立了交叉学部，就是在鼓励跨学科合作。我相信这个事情慢慢地会向更好的方向发展，相信高校在这方面也会有所思考。

实验室：在国内超算领域，企业之间的竞争非常激烈，站在您的角度，您会给创业者什么建议？

钱院士：我本身没有创业经历，也没有经验，只能简单谈一下自己的看法。超算领域有很大的发展空间，到目前为止，还没有真正形成一个业态，机会还是很多的，比如有很多软件、很多工具需要变成产品，这些都是可以产业化的。我认为做任何事情都要把它做到极致。

我认为创业首先是定位要准确，术业有专攻。其次，要对自己的优势和劣势有比较准确的判断，增强优势，避免劣势。最后，不能跟风，比如近些年来涌现了很多人工智能领域的公司，但最后能存活下来的不一定很多。

实验室：站在学术角度，您会给青年学者什么建议？

钱院士：我认为怎么做学问这件事情不是教导出来的，是探索出来的。有一些基本原则可供青年人参考：

第一，要有兴趣。要喜欢探索新问题、解决新问题。要享受做学问的过程。在解决问题过程中可能会遇到很多困难，但不要把做学问变成一个苦行僧式的事情。

第二、思路要开阔，要活跃，要能够在不断的思想碰撞中推进学术的发展，善于发现问题、表达自己。

第三、要坚持不懈。不要只图短期成果，要有长久打算，坚持做好一件事情，处理好与时俱进和持之以恒之间的矛盾。

实验室：我们知道您一直以来也是致力于未来的工学教育和新工科教育，请您分享一下在这方面您的见解和体会，对于年轻人们有什么建议和期望。

钱院士：培养学生我们一直讲理论知识要扎实，基础要厚，动手能力要强等，在这些方面，我认为新工科的要求是一样的。但要看到，学科发展变化在加快，不断地出现一些新的潮流和新的方向，能不能适应新的变化，对学生来说是个挑战，深厚的理论基础和比较宽的知识面，能够让他们适应技术快速变化的应用和发展。

另外，就是创新能力培养。对于学生来讲，发现问题、解决问题的能力非常重要。我认为所谓新工科，就是在新的历史条件、新的技术条件和新的应用条件下所发展起来的工科领域，而不是仅仅为了适应现在流行的云计算、人工智能、区块链等，在本质上是让学生有一个适应变化的能力、主动探索未知领域的能力。

实验室：钱院士，作为国家工程实验室核心成员，谈对实验室未来的发展建议和愿景。

钱院士：我认为国家工程实验室是国家科技体系的重要组成部分，它不同于重点实验室和工程研究中心。我认为：

第一、做有源之水。必须要重视基础理论，具备在理论基础上解决实际问题的能力。

第二、要体现国家工程实验室在经济发展、社会发展中的作用，我认为要做三个层次的事：

1、要建立对应领域较为完备的理论体系。

2、要把理论变成技术，建立技术平台。比如建立包括数据分析，数据挖掘、数据综合决策等基础算法库、基础程序模块库的大数据分析与应用共性技术平台，建立面向应用问题的应用公共支撑平台，被不同应用领域共享，支持实际应用。

3、依托共性技术平台和应用公共支撑平台，针对领域应用问题，开展典型示范性应用，验证技术，同时为大规模应用做出榜样。

从基础理论研究，到共性技术平台和应用公共支撑平台的建立，最后到面向领域的应用这三个层次上，工程实验室可做的事情很多。

第三、要注重人才的培养。超算人才、大数据人才实际上都是跨学科的复合型人才，国家工程实验室在跨学科人才培养方面大有可为。可以以短期培训、人才认证考试、在职人员水平提高等形式，促进人才队伍的建设。

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