这将是一次最为棘手的手术。医师们和技师们常常很早就聚集在一起，一直工
作到深夜。任何偏差都会带来极为严重的后果。“病人”的记忆将永久丧失，或其
功能将严重受损。这是神秘城进行的首次脑移植。据局长说：“国家安全局的信号
情报使命能否继续顺利完成，很大程度上依赖于此。”这一计划已耗时数年。国家
安全局将要制造出世界上体积最大、功率最大、保密性能最强的电脑。
首先必须要为这个新的计算机中心兴建一个专门的场所，然后小心翼翼地将150
台庞大娇贵的超级计算机从“OPSI”地下室移到新家，那是一英里以外，掩映在神
秘城一角的丛林中的一个地方。尽管许多政府机构和大公司用平方英尺来计算计算
机所占的面积，国家安全局却用英亩来计算。曾在20世纪60年代末任国家安全局局
长的马歇尔。卡特说：“在安全局工作时，我有5 盲半计算机。我们不是按数字来
数计算机，而是用5 亩半来计算它。”即使那些现代化的计算机容量已很大，占地
也更小，但一名国家安全局工作人员多年后说：“现在计算机的体积是那时的两倍。”
一旦把这些计算机安放到位，再通过一根安全的光纤中枢与总部操作大楼相连，
它们就恢复了活力——所有这一切都没有打乱国家安全局的那些关键运作。1996年，
当一切最终完成时，国家安全局就拥有了这个星球上功率最大的超级计算机设备。
1996年10月29日下午，肯尼斯。米尼汉站在这座新楼前，手持一把剪刀朝一条
细细的红白蓝三色相间的彩带剪去。没有新闻发布会，即使在仪式的请柬上也未透
露仪式举行的确切地点。然而这正是托德拉想要的落成仪式，超级计算机中心即以
他的名字命名。当剪刀划过彩带时，一台简单雅致的便携计算机打开了通往这座充
满无限奥秘的大楼的通道。
当代密码破译的历史和计算机的历史在很大程度上是相互关联的。但由于“匿
名政策”，国家安全局的角色几乎被掩盖起来。纪念计算机协会成立25周年时，国
家安全局根本没去参加。同样，计算机的开拓者们聚在一起参加电气和电子工程师
学会的计算机协会成立25周年大会时，国家安全局像先前一样采取了回避态度。
但国家安全局在计算机发展过程中所起的作用曾经是，也将继续是巨大的。这
项始终笼罩着一种神秘气氛的工作的主要负责人是路易斯。托德拉博士，他掌握着
国家安全局的机密。
到第二次世界大战爆发时，用机器辅助破译密码的重要性已为人所知，但其用
途很有限。当时信号安全局仅有15台机器和21名操作员。可是到1945年春天，信号
安全局已有1275名操作员和管理人员，还有407 台键盘穿孔机。
除了现成的制表机，安全局里还有特制的密码破译机。这种机器叫快速分析机，
是利用电子管、继电器、高速电路及光电原理制成的，它们就是现代计算机的前身，
但其造价太高且过于专门化。许多机器都是用来处理某一专门代码或密码的，所以
如果某一密码系统改变了或弃之不用了，这台机器也就很少价值了。
海军与伊斯曼。柯达公司、全国现金出纳机公司还有许多其他公司签订合约设
计并制造快速分析机。另一方面陆军的信号安全局也与贝尔实验室紧密合作。战时
的另一个主要合作者是国际商用机器公司，它负责制表机生产专门配件，将标准穿
孔卡系统的功能大大提高了好几级。
信号安全局的两台密码破译机体形巨大，每台耗资100 万美元，这在当时算是
一笔惊人的费用。这种机器进行的操作如果在过去的“黑室”中靠人工来做的话，
需要20多万人才能完成。到1945年底，另一台庞大的机器就要制造完成，其能量相
当于500 万名密码专家。
托德拉希望外部承包商研制新的尖端的密码设备的工作得以继续下去。但由于
不打仗，他发现这些承包商很不愿意承担这项研究。再加上严格的安全许可制度，
让人难以忍受的人身安全检查以及设备在市场上的有限性，都足以使许多公司退避
三舍。鉴于此，一些熟悉密码破译术和信号情报的原海军官员联合起来建立了工程
研究协会，协会承担了海军安全局一些最复杂的任务。
几乎与此同时，宾夕法尼亚大学穆尔电机工程学院的一群工程师和数学家制造
了一台名为“埃尼克”的计算机（即电子数字积分器和计算器），它开创了计算机
的新纪元。这台计算机外形既难看又笨拙，其“身体”比“大脑”要大得多。它的
总存储量仅为20个数字，然而它的18000 个电子管却几乎占据了一间宽30英尺，长
50英尺的房间。尽管如此，这部机器却具有惊人的计算速度。
“埃尼克”计算机的研制引发了一系列有关计算机理论的讲座。这些讲座在穆
尔学院进行，由海军研究局和陆军军械部共同主办。海军少校吉姆斯。彭德格拉斯
参加了1946年7 月8 日至8 月31日的讲座，他是托德拉在海军安全局的同事，其任
务就是评估计算机能否应用于密码破译和信号情报。
彭德格拉斯听完讲座后异常兴奋。计算机看起来能弥补快速分析机所缺乏的灵
活性问题，许多快速分析机设计时只用来解决某一特殊问题，比如破译一种外国密
码系统，而计算机可以处理这一领域的所有问题。“笔者认为，现在还处在设计阶
段的多功能数学计算机就是‘多功能密码机’，”彭德格拉斯写道，“计算机可以
做4 号大楼中任何一台分析机所做的事情，而且处理速度要快得多。”
不久，彭德格拉斯提交了报告，报告受到赞许。海军安全局和工程研究协会开
始协商，由协会负责设计制造信号情报界的第一台计算机。但给这台计算机起个什
么名字呢？一名文书军士偶尔听到托德拉和其同事讨论这个问题，并建议用“阿特
拉斯”这个名字，它取自连环画《巴纳比》中精神巨人的名字。“阿特拉斯”计算
机确实机如其名。1950年12月它被送到海军安全局时，其容量为16384 个单词，这
是美国第一台装有磁鼓储存器的并行电子计算机。第M 台一模一样的计算机1953年
3 月送到了国家安全局。这种机器的主要组成部分是电子管。前国家安全局研究室主任奥瓦尔。坎佩恩
说：“我们拥有当时世界上最大的电子管电路系统，我们比任何人都了解电子管的
寿命，了解用过的各种各样电子管的性能，也比任何人都知道如何保养它们。”他
形容电子管就像电灯泡那么大，“然而你要是把许许多多像电灯泡一样的电子管放
在一起，你就必须用空调设备来冷却它们，所以每台机器还要配备15吨重的空调设
备。”
彭德格拉斯的报告不仅仅给托德拉留下了深刻印象，在他收到报告的同时，在
阿灵顿办公楼的陆军安全局总部，斯奈德也收到了这份报告。斯奈德后来回忆说：
“1946年11月我在桌上看到这份报告时表现得相当冲动。我立刻跑到上司所罗门。
库尔内克的办公室说：”我们必须有一台这样的机器，想想它能为我们所做的一切
吧！“‘于是库尔内克就派斯奈德去调查此事的可行性。斯奈德转年和一些专家进
行了会谈，还参观了一些有关计算机研究的机构和私人公司。斯奈德说：”当时在
安全局，钱不成问题，我们想要多少就能有多少。“
最终，陆军安全局制造出了自己的密码破译计算机，名为“阿布纳”。国家安
全局的计算机资深专家斯奈德说：“我们是根据连环画人物李。阿布纳。尤克姆选
的名字，这是一个高大冷酷但不聪明的人物。因为我们认为计算机体积大，要用很
大动力来驱动，但并非绝顶聪明；它们只能按照简单的指令行事而不能独立思考。”
最初只给“阿布纳”计算机设计了15个简单程序或“指令”（后来翻了一番增加到
30个）。尽管如此，1952年4 月该机秘密制成时，它仍是当时最先进的计算机。输
人或提取信息时不仅要用标准键盘穿孔卡，还要用穿孔带、磁带、平行打印机、打
字机和操纵平台。
托德拉担任国家安全局70所的主管，该所负责研究高水平的密码分析技术。他
和一些迫切希望提高计算机水平的人一起在1954年使计算机又上了一个新台阶。吉
姆斯。基利安是哈佛的教授，他研究美国容易遭到突然袭击的问题。他得出结论，
90％的战争警告通常来自信号情报。但是他指出，由于核武器袭击会在几分钟之内
发生，因此，必须提高窃听和密码破译的速度。“从那时起，”一位前国家安全局
人员说，“信号情报行动的焦点就是提高速度。”
几年后，也就是1956年7 月，国家安全局一项投资浩大，具有深远意义的研究
计划产生了。然而这个计划的产生不是在研究所和工程实验室写满粉笔字的黑板上，
而是在一次鸡尾酒会上。就筹交错间，几位国家安全局高级设备设计人员开始和卡
奈因局长讨论局里的一些老问题。其中列在首位的问题要算密码破译人员之间的竞
争，因为数据越来越多，工程师们就要不断设计和制造出更大更快的计算机来满足
这种要求，不管新的设备功率有多大，工程师们似乎总也赶不上需要。这样，托德
拉开始推动第二代计算机技术的研究。
当时，国家安全局正在使用的是PACE 10 计算机，这是局里首次使用台式模拟
计算机，在一定程度上这台整装机是在内部进行逻辑操作。它的输出设备是一台打
印机。由一条电线与插入所有式装置相连，每个控制板都有不同的数学功能。要解
答一个相对复杂的数学题，可以先插入适当的控制板，然后用电线把控制板连结起
来。计算机的操作手册上说，一旦设立好控制板，就能在15秒到60秒之间把问题解
答出来。
尚在研制中的第二代计算机被命名为“收获”，估计它要比当时最好的计算机
运行速度还要快百倍以上。但这种计算机的完成还要等到几年以后。卡奈因对这种
情形非常恼火，他怒气冲冲地说：“糟透了，小伙子们，你们一定要胜过那帮家伙
（计算机公司）！给我造出一台兆周的机器！我去弄钱广当时国家安全局研究、工
程、数字和物理部的头儿是霍华德。坎佩恩，作为目标情报委员会的成员，他曾帮
助破译俄国高水平的代号为”鱼“的密码系统。”在有了制造‘收获’计算机的想
法后，“他说，”我们在研究中还要考虑一些其他事情；其中的一个建议就是我们
应该有一个大的计划。我们应按‘曼哈顿计划’那样去做。我们确实应该效仿它。
所以我们将这项计划叫做‘闪电计划。“’坎佩恩认为，这是一个任何事情都可能
发生的时代。”我们总是感到很惊奇，一旦有了一个想法，起初觉得它耗资巨大，
但只要我们一往无前地去做，上面总是鼓舞我们——‘干起来，“’他说，”在我
工作的大部分时间，做事情时，我们总能获得来自上面的鼓励。如果你认定某件事，
你就应做起来。我们会出一些错，但总的来说，我们所做的大多数事情至少都取得
了一定成功。“这些成功里就有开发研制的第一台由晶体管取代电子管的固态计算
机。接着，在取名为”博加特“的计算机中，晶体管又被碰芯所取代。
但是，据坎佩恩说，到了20世纪60年代末，情况开始发生变化，“60年代末，
我们再也得不到鼓励，而是被告知必须削减预算。我们必须做却没有……我过去认
为它（研究与开发在整个国家安全局预算所占百分比）应超过5 ％，甚至到7 ％和
8 ％（的范围）……在实施‘闪电计划’时，给我的预算一年高达900 万美元，到
1969年（这是我最后经历的一个整财政年度）我离开时，财政预算仅为300 万美元，
已被削减到原来的18……订立的合同费也大幅削减。所有的合约都比原来的小。所
以当我符合退休条件时，我想，哎，好吧，别再待在这儿削减预算了。所以我就离
开了。”到20世纪90年代末，研究与开发的经费占国家安全局总预算的比例比坎佩
恩那时又进一步降低，降到了不足4 ％。
坎佩恩认为，国家安全局早先取得的一些成就应归功于那种甘愿冒险的精神。
“搞研究与开发的人所要做的就是不断进行尝试，”他说，“他们是在做试验，成
功少失败多是预料之中的事。事实上，历史地看，过去他们取得的成就比他们该做
到的要大得多。”后来，随着国家安全局的发展，试验变得不再像以前那么大胆。
坎佩恩说：“他们小心得要命，比我们那时小心多了。我想，这是因为研究人员想
显得出色些。他们不想失败，即使他们在那儿仅是为了做试验。他们只想成功。但
是实际上，负责一项研究与开发项目的人应该说：”哎，你们这些家伙太小心了。
别管它，只管做你们的实验。“‘坎佩恩具有不惜任何代价乐观向上、勇往直前的
人生观。因为他相信，不管多难破译的密码，最终也能破译。”没有什么破不了的
密码，“他说，”当人们说有破不了的密码而意识不到这纯属废话时，我就非常生
气……但人们一直在想，也许存在某种类似不可破译的密码。“
向国会要钱时，国家安全局总是拿秘密做借口。“那时所有委员会的主席都非
常友好，显然秘密打动了他们。”亚瑟。利文森说。他在国家安全局负责破译俄国
密码，同时，他也是目标情报委员会的一个老手，“我们得到了大多数我们想要的
东酉，并且可以自由支配这些钱。”另一位前官员说到国会监督时说：“在那些日
子，根本没有什么国会监督。”在一次不公开的预算拨款委员会的听证会上，有人
问了卡奈因将军一个问题，他回答说：“议员先生，你们并不是真的想知道问题的
答案。要不晚上你们就睡不着觉了。”一位前官员说：“听了他的回答，议员们相
互看了看，也就不再问了。”
在国会拨款2500万美元，并得到艾森豪威尔的首肯后，国家安全局历时5 年开
发千兆周电子设备的历程开始了。
“闪电计划”的研究始于1957年6 月，这是有史以来由政府支持的最大的计算
机研究项目，这个项目的承包人有斯佩里。兰德公司、美国无线电公司、国际商用
机器公司、菲尔科公司、通用电器公司、麻省理工学院和堪萨斯大学。这个项目的
原定目标是把线路容量提高1000％，最后的结果更向前推进了一步，使计算机科学
的发展水平远远超出预期目标。研究主要涉及低温元件、元件的超小型化、以及被
称做隧道二极管的超快运转交换装置等。
“闪电计划”所带来的另一个积极影响是，它对国家安全局巨大的“收获”计
算机的开发起了推动作用，该计算机曾被设计为国家安全局最大的通用计算机。多
年来，计算机设计出来就是用来对付一些专门的密译机。像瑞士生产的“哈格林”，
这种机器在世界上许多国家广泛应用。“过去，我们为解决每一种问题制造一种特
殊装置，”霍华德。坎佩恩说，“我们已有一些效率很高的机器，但这些机器总是
要花很长时间去制造。我们必须先找准问题，设计设备，把它制造出来再进行调试，
当我们需要进行运算时，必须先做到这一步。”
像“收获”这样功率超强的计算机，本来希望它不仅能对付“哈格林”机，也
能对付许多国家各种各样的密码机和密码系统。威廉。弗里德曼最早助手之一所罗
门。库尔内克说：“随着计算机变得越来越复杂，用一台高速通用计算机编制程序
模仿‘哈格林’，从而解决‘哈格林’的问题已成为可能。”然而，这台计算机不
能只限定在对付“哈格林”机的水平上。
这台计算机最初取名为“大种植园”，后来发现白宫已经用了这个名字作为紧
急调动的密码。“当初的想法就是要建造一台组合式的计算机，里面装有类似大种
植园里的谷仓或马厩一样的东西，大种植园将成为一个中心或中枢，”霍华德。坎
佩恩回忆说，“所以后来这台计算机取名为‘收获’，把它作为这个大种植园里一
大堆东西的一部分。”
具有讽刺意味的是，所罗门。库尔内克领导国家安全局研究与开发办公室10年
时间，却从未对计算机热中过，直到计算机开始证明其价值。“他不干涉我们，”
坎佩恩说，“他也不阻止我们，但他对此毫无兴趣。后来他才愿意把大量的钱投在
这上面。好多人像他这样。”
1955年，国际商用机器公司雄心勃勃地开始研制一种叫“延伸”的计算机。国
际商用机器公司的设计者们认为市场上可能买这种机器的顾客只有两个：国家安全
局和原子能委员会。原子能委员会签约购买这种计算机主要是因为这种计算机有快
速完成乘法运算的优点。而国家安全局想要一种除能进行大量乘法运算外还具有灵
活性的机器。他们要求工程师重新设计更符合客户需要的版本。1958年4 月，最终
的设计方案获得通过。1962年2 月，安全局终于收到期待已久的“延伸”计算机，
其时机器已经过修改，运行速度大大加快了。“国际商用机器公司认为这是一次糟
糕的经历，因为总的来说，制造‘延伸’使公司赔了钱，”霍华德。坎佩恩说，
“从那以后，他们在制造大型计算机时相当谨慎。他们只让西摩。克雷来制造大型
计算机。”
一旦用做国家安全局“收获”计算机的心脏或确切地说用做其大脑，就连“延
伸”都显得很小了。与计算机相连的是各种与众不同，很复杂的配件，它比计算机
本身还大一倍多。一种是流水处理机，这种机器可以破译大量既累人又费时的密码。
密码破译的关键是通过对可能想到的各种各样的字母组合快速分析加密的文本。因
为可能要试上几百万次才能找到正确的字母组合破译密码，所以运行速度是最重要
的。“我们非常清楚，要想提高计算机能力，就要加快运行速度，”坎佩恩说。国
家安全局组成的小组经过评定认为，根据其特定用途，“收获”要比市场上出售的
最好的计算机功率大50到200 个系数。
第二次世界大战期间，美国海军的密码破译机名为“甜点心‘，这种机器每秒
钟能分析1300个字。也就是说，它能每秒钟在”德国锁“上试1300个不同的钥匙，
如找对了，锁自会打开。由于用了新的流水处理机，分析速度提高到每秒钟约300
万个字一一效率提高了230000％。因此，为了开锁，国家安全局现在可以每秒试300
万个新钥匙，直到找到合适的钥匙——真可谓闪电速度。
“收获”能处理7075315 份从一个外国密码系统截取的情报，每份情报约500
字，通过检查每个可能的字母组合，看其是否含有在一个有7000个目标词和词组的
监督项目表中所列的词或词组。表中或许有“潜水艇”，“营”或主要领导人的名
字这样的词。所有这些用3 小时50分钟都能完成：平均每分钟处理30000 多份截取
的情报。
“收获”不仅运算速度快，而且存储量也极大。应用这一特殊系统，可以每秒
钟存储和检索近1000万字的资料。
“收获”在信息检索这一领域也颇有建树，它使用了名为“拖拉机”的装置。
“拖拉机”能在存有480 卷的磁带库中自动找到所需信息，每卷磁带都能存储约9000
万个字。机器会把合适的磁带装好，卷到定好的位置，然后以每秒1128000 个字的
惊人速度来传输信息。当时国家安全局的一份秘密文件称“这一速度超出了当前计
算机磁带技术的水平”。尽管当时多数磁带每英寸仅能容纳100 位，但是国家安全
局却设法在同样的空间容纳3000位，而且阅读磁头每秒能读235 英寸的磁带。
把世界各地监听站截获的情报不断输送到国家安全局系统分析专家手中的是一
种绝对安全的信号情报通讯系统。这一系统首次使用是在“珍珠港”事件发生前夕，
到20世纪60年代中期，这一系统一天能输送2500万个字。系统分析专家可以使用
“收获”来进一步处理加密的情报。
另一个极为重要的情报系统可以以极快的速度把来自世界任何偏远监听站截获
的情报直接送到美国总统手中。1957年苏联“人造地球卫星”的突然发射在情报界
内部5 ！起很大震动。当时，一条重要的情报到达白宫平均要花8 小时35分钟，艾
森豪威尔总统要求把输送时间缩短到几分钟。1958年8 月27日，艾森豪威尔参加国
家安全委员会召开的会议，中央情报局局长艾伦。杜勒斯认为：“除非我们能确保
情报很快送到华盛顿，否则获取海外的重要情报已无太大意义。”
一个月后，艾森豪威尔在白宫召开会议，托德拉提出建立一个名为“重要信息”
的系统。托德拉简要说明了计划所需开支和好处后，艾森豪威尔说：“干吧。”6
个月后，国家安全局把传送时间从8 小时缩短到52分钟。又过了6 个月，安全局可
以使一份“重要信息”系统情报，不论情报从什么地方发出，在短短13分钟之内就
到达艾森豪威尔的办公桌上。最后这一时间缩短至3 到5 分钟。
最终，一个代号为“黑麦”的系统实现了对“收获”的远程接人，这样就可以
使全局的系统分析专家通过许多远程终端接人主机。据当时一份密报说：“‘黑麦
’使安全局找到了更多可打开的密码系统，过去许多信息靠人工识别要花费数小时
甚至几天才能完成，这还得是在确实能够处理的情况下，现在用机器几分钟内就能
破译密码……破译另一已被解开系统的大批信息通常也要由这一系统来完成。”
当“收获”刚制造出来时，几乎没有人对其前景看好。因为错综复杂的系统甚
至难倒了许多最好的系统分析专家，所以最初人们认为它是华而不实的东西。工作
人员值班时，常常对这个巨大的盒状机器指指点点取笑它。官员们常嘲讽地说：
“机器倒是挺漂亮，可就是没用。”但是一旦充分了解了“收获”的性能后，“收
获”便取得了成功，并且一用就是14年，直到1976年安全局才转而使用一个更为先
进的系统。
随着计算机在编制和破泽密码中所起的作用越来越大，再加上苏联在宇宙空间
探索方面早先的领先地位，所以美国对苏联在这一领域的发展越来越担心。1959年，
一个绝密的专门小组对美国与俄国间的计算机竞赛进行了调查。调查结果令人鼓舞。
当时，美国政府大约有3000台计算机，其中的300 台每台价值超过100 万美元，且
性能优良。而俄国只有不到400 台计算机，其中大型计算机仅50台左右。
虽然两国计算机的运行速度在一个时期不相上下——苏联的M20 计算机和美国
IBM709计算机速度几乎一样快，但随着晶体管的研制开发，美国使俄国的计算机专
家望尘莫及。但秘密调查小组对这种过于自负的态度也提出忠告：“如果苏联全力
以赴，那么在两到三年之内，苏联就能使计算机生产能力与美国并驾齐驱。”但调
查报告中又说：“没有证据表明苏联要优先考虑此事。”报告中称苏联并没有进行
类似于“闪电计划”的研究。
在制造出“收获”之后，国家安全局的大脑被分成了两部分，代号分别为“钟
琴”和“天然磁石”。“钟琴”原来是由一些IBM60 组成，后来由4 台巨大IBM033
连结而成，同时与3 台每分钟22000 行的IBM 页面打印机相连。
“克雷‘1 号计算机是威斯康星州奇珀瓦福尔斯的工厂制造的。这个小镇以啤
酒和奇拍瓦泉水而闻名。这台价值1500万美元的计算机也许能从根本上打破”外表
具有欺骗性“的说法。计算机的外壳曾被人戏称为”世界上最昂贵的双人座椅“，
实际上里面是20多万个集成电路，每个集成电路都有大拇指甲大小，另外还有3400
个印刷电路板，60英里长的电线。这台重达5 吨，占地70平方英尺的机器里面是如
此密集，以致其每立方英寸所产生的热量如果不用一种独特的氟利昂冷却系统，足
以在瞬间就把机器熔化成一堆。这种冷却系统用的是成行地装在计算机机壳内壁的
铝合金冷却杆。
这个超级计算机是由西摩。克雷构想出来的。这位性格腼腆、神秘莫测的工程
师几乎不接受任何采访和拍照。但在计算机科学方面，他却是最具影响的人物之一。
1988年《时代周刊》撰文说，作为“克雷”研究室的创始人，克雷“之于超级计算
机就像爱迪生之于电灯泡，贝尔之于电话”。要是不在实验室，你很可能会在威斯
康星他家的地底下找到他，他在慢慢挖一条通往附近森林的地道。地道高8 英尺，
宽4 英尺，内衬4X4 厘米的雪松木板。
对克雷来说，挖地道既能激发灵感，又可消遣散心。“我在家时也工作，”他
曾告诉一位来访的科学家，“一连干了3 个小时，突然被某个问题所难倒，停滞不
前了。于是我就不干了，而去挖地道。挖4 英寸地道并放进木衬，大约要用卫个小
时的时间。”克雷半开玩笑地继续说：“正如你所见，我现在是在威斯康星的森林
里，这里有许多小精灵。它们一看见我离开，就去我的办公室帮我解决所有的难题。
我从地道上来后，再回到办公室接着工作。”据“克雷”研究室总裁约翰。罗外根
说：“进入地道时，西摩才真正开始工作。”
20世纪50年代克雷在工程研究协会制造密码破译机，他的职业生涯就此开始，
后来的国家安全局研究室主任和副局长霍华德。恩斯特龙是研究会的主管。克雷的
梦想是能制造出每秒能计算1.5 亿到2 亿次的计算机，这将是所有通用计算机容量
的20到100 倍，相当于6 台IBM370/195的性能。
1976年春天，第一台“克雷”1 号从位于奇珀瓦福尔斯的工厂生产出来，并被
直接运到了国家安全局的地下室。第二台机器被悄悄运至国家安全局秘密智囊团一
一普林斯顿大学防御分析研究所的通讯研究部门。
“克雷”具有一个随机存取的半导体存储器，每秒钟能传送3.2 亿个字，相当
于2500本300 页的书，国家安全局应该满意了。当“克雷”和计算机的输人输出子
系统接通时，它就能提供48张磁盘的存储空间，这一空间可容纳大约300 亿个字。
如果某一领域其时间是以纳秒，也就是1 秒钟的10亿分之一来计算，那么7 年
时间就像是无尽无休了。因此，1983年6 月安全局在地下室为从奇珀瓦福尔斯来的
新成员“克雷”XMP 腾地方时，全局上下一片欢腾。这台机器的侧面印着序号102 ，
这是第一台送到客户手中的XMP 机，这样国家安全局就拥有了当时世界上功率最大
的计算机。这台6 吨重的电脑，光电线就有45英里长，还需要一台50吨重的制冷装
置来冷却，真是史无前例。X ／MI，机不是用一台更快的处理器使运行速度更快，
而是用两台处理器并行计算。这样，机器可以同时进行两项不同的工作，或两台处
理器同时进行一项工作。这种性能使XMP 机比当时最先进的“克雷”1 号和“克雷”
IS000 还快5 倍。
对国家安全局来说，并行处理技术的使用是一种趋势。国家安全局介人最多的
是“蝶形”处理器的研制。“蝶形”处理器可以与148 个微处理器相连。它是根据
“国防高级研究计划局”的战略计算计划开发的。计划连结的处理器增加到256 或
512 个甚至1000个，将来计划连接100 万个处理器。 XHMP机来得真是及时。同年，国家安全局秘密建立了代号为“平台”的全世界
计算机网络系统。这一系统把国家安全局、政府通信总部及世界各地的其他信号情
报机构所属的窃听站连接成一个电脑网络，以国家安全局为其中枢。。
两年后，也就是1985年，随着期待已久的“克雷”2 号的到来，国家安全局地
下室里已塞得满满的了。“克雷”2 号的底座是由鲜红色的瑙加海德革制成，透明、
蓝色的塔楼里装有冒着气泡的液体冷却剂。西摩。克雷的最新杰作看起来不像是超
大破译密码机，倒像是妓院的摆设。这台绰号为“气泡”、价值1760万美元的计算
机更人性化。因为它用的是凉凉的冒着气泡的氟惰性物质，就像人造血浆一样在计
算机系统中运行。这种液体能防止电子在通过组装严密的电路板时所产生的热量烧
毁机器。
超级计算机的运行速度是以“每秒的浮点运算”来测量的。个普通人花几分钟
笔算出一道简单乘法题的正确答案，比如0.0572X8762639.8765 ，而超级计算机则
是以每秒能运算多少次这样的题来测量的。如果花一秒钟得出答案，包括自动进位
小数点，那么就说计算机每秒运行了一个“浮点”。而“气泡”计算机运行速度惊
人，每秒能进行10.2亿次数学运算。这一速度比原先机型快12倍，比当时个人电脑
的运行速度快4 万到5 万倍。
到1988年，工人们又在忙着布线迎接一台来自威斯康星州的新机器——“克雷”
YMP.这台计算机的芯片密度很大，工程师可以把原来放一台处理器的地方挤进八台
处理器。如果这些处理器在理想状态下工作，每秒可运行20亿到40亿次。
20世纪80年代中期到晚期，超级计算机的发展速度如此之快，以致国家安全局
还没安装上这台巨大的新机器，另一台更新的机器又接踵而至。
制造最快的超级计算机的竞争有点类似国际汽车大奖赛中汽车底盘的竞争。当
一台台造型优美、熠熠生辉且功率更大的机器不断疾驰到起跑线上时，工程师们又
在忙于设计功率更大、更快的机型了。谁也不想落后于人。史蒂夫。陈是一位中国
出生的计算机超级明星，1987年9 月，他在“克雷”研究所负责研究X4MI，和Y —
MP计算机。这种计算机造价极高且有风险，后来他离开了克雷。很快国际商用机器
公司雇用了他。一位国际商用机器公司主管夸口说：“从现在起5 年时间内我们的
速度将达到每秒1000亿兆浮点。一个花3 个月才能解决的问题，我们要用一天把它
解决。”
阿尔布开克“桑迪阿国家试验室”正在测试一台厚实的小蓝盒子似的机器。因
其一侧有3 根支柱所以叫“超立方体”。这台计算机可谓“大规模”并行计算，它
有1024个处理器，每个功率都相当于一台传统的微型计算机。在测试中，“桑迪阿”
让计算机计算大楼内部仅一端支撑的一根梁的应力。一台大功率的微机一天24小时
工作要花20年才能给出答案，而用速度极快的“超立方体”一个星期就完成了。
在数据控制公司的子公司ETA ，一个黑色带有透明圆罩的盒子，即被称为ETA10
的计算机终于揭开了面纱。它有一个由8 台处理器组成的动力室，机器所使用的计
算机芯片比“克雷”研究室所用的要小而且密度更大。液氮带走了多余的热量。由
于仅使用一个电路板，这样工程师们就能在机器运算时减少电子运行所需的空间。
这台价值3000万美元的黑盒子设计的运行速度，每秒高达100 亿次，比先前的超级
计算机快30倍。
为了不落于人后，“洛斯。阿拉莫斯”国家实验室则是把一排超级计算机和一
些网络连在一起，这样它一天24小时之内的计算比1962年以前全世界所有的人力计
算还要多。而其他研究者还认为这一估计有些保守，他们认为从20世纪70年代末的
某一天算可能更准确。
然而电子计算机运行速度并不是国家安全局最亟待解决的问题，安全局所担心
的是日本方面的发展速度。日本是除美国外惟一积极发展超级计算机的国家。1988
年夏，主要的计算机科学专家召开了一个会议，评估日本在超级计算机方面的进展
情况。国家安全局的超级计算机研究主任也参加了，如果说他们走进会议室时还充
满信心，那么他们离开会议室时已经相当紧张了。日本在这个领域才刚刚起步6 年
时间，就已经赶上甚至超过了发明了计算机并一直在这一领域保持领先20多年的美
国。
美国超级计算机工业的主要问题是依靠日本计算机公司来提供关键部件制造机
器，比如计算机的芯片。这是20世纪80年代中期到末期美国逐渐放弃了半导体制造
业的结果。比如说1986年，根据国防部研究小组的记录，国家安全局确实依靠日本
公司制造196 种不同芯片中171 种的关键元件。日本公司没有事先通知就停止生产
一种主要芯片一陶瓷数据包，国家安全局开始为此担忧。
更糟糕的是，日本计算机制造商可以放慢或中止向美国超级计算机的竞争对手
和国家安全局供应一些主要的计算机部件。这种担心使小组成员认为“用不了几年，
美国公司如果发现自己在计算机领域只落后日本一代就算是最幸运的了”。
由于担心会出现这样的局面，国家安全局在全国半导体公司的帮助下，斥资8500
万美元建造了自己的微电子生产和实验厂，这就是特别处理实验室。这个实验室位
于神秘城，实验大楼的设计是超现代的，没有窗户，占地60000 平方英尺，1991年
开始生产芯片。现在大楼里有雇员有几百人。楼里有面积达20000 平方英尺的“10
级”无污染室——这些房间的空气比一般空气要干净10000 倍。水也必须是超纯度
的水，因为水中的微粒会损坏晶体管。
建造自己的工厂对于国家安全局来说还能解决另外一个问题，在按安全局具体
