第565章 存算一體
三天後。
津門，紅星半導體實驗室。
初春的陽光從窗外斜斜照進來，落在滿桌圖紙和坐標紙上。
空氣里有淡淡的松香味，還有燒結爐冷卻後的金屬氣。
林希推門進來時，屋裡三個人已經等了一會兒。
左邊坐著張秉謙。
這位國內集成電路設計界的老前輩，膝蓋上有舊傷，坐下時總習慣把一條腿伸直。
搪瓷茶缸就放在他手邊，缸沿被多年茶垢染出一圈深色。
旁邊是趙四海。
八級工匠出身，一手厚膜燒結手藝在紅星半導體是出了名的硬。
當年東方紅二號衛星的控制板差點卡死，就是他帶著人硬生生盤活的。
而在靠窗的操作台前，司徒淵正低頭用鑷子夾著一塊測試基板，頭都沒抬。
林希沒有擺總經理的架子，走過去給張秉謙的搪瓷缸續了點熱水。
隨後，他這才從公文包里抽出一份自己手繪的草圖，平鋪在桌面上。
「張老，趙師傅，司徒總工。」
林希語氣誠懇，
「這次回津門，是想麻煩大家看個新東西。」
「這是我們要用在下一代高端太空飛行器上的高性能狀態監測架構。」
他沒提載人飛船和851工程的絕密代號，只談技術需求。
張秉謙戴上老花鏡，湊近圖紙。
看了兩分鐘，他伸手點在那些密密麻麻的節點上：
「小林，你畫的這個……」
老人的眉頭皺了起來。
「不像是單純的控制晶片。」
「這滿板子的採集通道，是要把太空飛行器所有關鍵設備的電壓、電流、溫度，全都抓過來？」
「對。」
林希點頭，
「現在咱們的太空飛行器系統太複雜。」
「一旦某個傳感器或者線路出故障，地面排查要耗費幾個月。」
「我想做一套獨立的監測總線。」
「它不參與主控制，只負責實時盯住所有物理層數據。」
「哪裡出了毛病，它直接報位置。」
趙四海把圖紙扯過去，粗糙的大手在紙面上摩挲了兩下。
幹了一輩子車間，他對這些走線和布局有著野獸般的直覺。
「林總，你這要求可不低啊。」
趙四海抬起頭。
「通道要多，反應要快，體積還得往死里壓，是吧？」
「是。」
林希說。
「火箭運力寶貴，能輕一克是一克。」
趙四海咧了咧嘴。
「用純矽基集成電路做，怕是夠嗆。」
「天上高低溫變化大，粒子流也狠，線路被打穿不是稀罕事。」
他摸了摸下巴上扎手的胡茬，眼睛卻亮了。
「但這活兒，咱們的厚膜工藝正好能接！」
他在圖紙上虛劃了兩下：
「用氧化鋁陶瓷做基板，導體漿料和電阻漿料一層層疊印上去。」
「瓷基板導熱好，耐高溫，絕緣性更不用說。」
「這圖上的布線雖然密，但我那邊的絲網印刷精度現在能做到十五微米。」
趙四海越說越來勁。
「咱們把幾百個監測節點，全部集成在巴掌大的一塊厚膜陶瓷板上，體積絕對能壓下來！」
張秉謙附和道：
「老趙說得對。」
「底層邏輯比較運算，可以用簡單的矽基門電路做成裸片，再直接封裝在厚膜電路上。」
「這叫混合集成。」
「抗干擾能力，比純矽晶片強得多。」
兩人一唱一和，一套極具時代特色又無比務實的方案立刻成了型。
林希聽得連連點頭，心裡暗自鬆了口氣。
把圖紙交給這幫一線老將，總是最踏實的。
他們不會空談概念。
能不能做，怎麼做，哪裡會炸，他們一眼就能看出七八分。
就在這時，一直沒作聲的司徒淵轉過身來。
他把手裡的鑷子放下，走到桌前，目光在林希的圖紙上掃了一圈。
這位曾在仙童半導體待了十幾年的頂尖架構師，扶了扶金絲眼鏡，語出驚人：
「林總，既然要用厚膜做物理監測網絡，為什麼不乾脆把存算一體架構融合進去？」
屋裡安靜了一下。
張秉謙愣了愣：
「司徒，你說明白點，什麼叫存算一體？」
司徒淵拿起一支紅筆，在林希的圖紙上畫了兩個方框。
「現在的計算機，哪怕是最高端的處理器，用的都是馮·諾依曼架構。」
司徒淵在左邊框寫上「運算」，右邊框寫上「存儲」，
「運算單元和存儲單元是分開的。」
「處理器要算個數據，得先跑去內存里把數據搬過來。」
「算完了，再搬回去。」
他看向林希：
「這在地面上做普通計算機沒問題。」
「但在太空里，這套邏輯會同時帶來兩個麻煩。」
「一個是存儲牆。」
「一個是輻射風險。」
林希順著他的話往下問：
「具體怎麼說？」
司徒淵拿著筆在兩個方框之間的連線上打了個叉。
「這根連線，就是存儲牆。」
「當你要同時監測太空飛行器十萬個節點、需要極高並發處理速度時，你的處理器大部分時間都在排隊搬磚。」
「就像一群工人明明能幹活，卻全堵在倉庫門口等材料。」
「算得再快，搬磚的速度跟不上，系統照樣卡死。」
「結果就是功耗大、延時高。」
趙四海聽到這裡，臉上的笑意收了。
張秉謙的手指也停在了茶缸邊。
「其次，太空里有高能粒子流。」
司徒淵在代表存儲單元的方框上重重戳了一筆，
「高能粒子撞擊矽基存儲晶片，會造成單粒子翻轉。」
「本來存的是0，被撞一下，變成了1。」
「一個數錯了，後面搬運、計算、判斷，全都跟著錯。」
「嚴重一點，控制邏輯直接跑偏。」
這番深入淺出的解釋，讓張秉謙和趙四海都倒吸了一口冷氣。
這正是航天電子系統面臨的物理法則級難題。
此時，林希腦海中的直播間裡，平時潛水的專業大牛們已經按捺不住了。
【臥槽！他在1985年提存算一體？！】
【這不是提前一點點，這是直接把版本號拉爆了！】
【馮·諾依曼瓶頸、存儲牆、單粒子翻轉……後世航天算力提升的死穴，全被他點出來了。】
【矽基晶片做大算力，發熱、功耗、防輻射，一個都躲不開。最後加一堆屏蔽層，重量全砸在抗造上。】
【懂了，別人還在給晶片疊護甲，紅星這邊準備換物種。】
林希壓住心頭的震動，看向司徒淵：
「司徒總工，你說的存算一體，具體怎麼落在咱們這張圖紙上？」
津門，紅星半導體實驗室。
初春的陽光從窗外斜斜照進來，落在滿桌圖紙和坐標紙上。
空氣里有淡淡的松香味，還有燒結爐冷卻後的金屬氣。
林希推門進來時，屋裡三個人已經等了一會兒。
左邊坐著張秉謙。
這位國內集成電路設計界的老前輩，膝蓋上有舊傷，坐下時總習慣把一條腿伸直。
搪瓷茶缸就放在他手邊，缸沿被多年茶垢染出一圈深色。
旁邊是趙四海。
八級工匠出身，一手厚膜燒結手藝在紅星半導體是出了名的硬。
當年東方紅二號衛星的控制板差點卡死，就是他帶著人硬生生盤活的。
而在靠窗的操作台前，司徒淵正低頭用鑷子夾著一塊測試基板，頭都沒抬。
林希沒有擺總經理的架子，走過去給張秉謙的搪瓷缸續了點熱水。
隨後，他這才從公文包里抽出一份自己手繪的草圖，平鋪在桌面上。
「張老，趙師傅，司徒總工。」
林希語氣誠懇，
「這次回津門，是想麻煩大家看個新東西。」
「這是我們要用在下一代高端太空飛行器上的高性能狀態監測架構。」
他沒提載人飛船和851工程的絕密代號，只談技術需求。
張秉謙戴上老花鏡，湊近圖紙。
看了兩分鐘，他伸手點在那些密密麻麻的節點上：
「小林，你畫的這個……」
老人的眉頭皺了起來。
「不像是單純的控制晶片。」
「這滿板子的採集通道，是要把太空飛行器所有關鍵設備的電壓、電流、溫度，全都抓過來？」
「對。」
林希點頭，
「現在咱們的太空飛行器系統太複雜。」
「一旦某個傳感器或者線路出故障，地面排查要耗費幾個月。」
「我想做一套獨立的監測總線。」
「它不參與主控制，只負責實時盯住所有物理層數據。」
「哪裡出了毛病，它直接報位置。」
趙四海把圖紙扯過去，粗糙的大手在紙面上摩挲了兩下。
幹了一輩子車間，他對這些走線和布局有著野獸般的直覺。
「林總，你這要求可不低啊。」
趙四海抬起頭。
「通道要多，反應要快，體積還得往死里壓，是吧？」
「是。」
林希說。
「火箭運力寶貴，能輕一克是一克。」
趙四海咧了咧嘴。
「用純矽基集成電路做，怕是夠嗆。」
「天上高低溫變化大，粒子流也狠，線路被打穿不是稀罕事。」
他摸了摸下巴上扎手的胡茬，眼睛卻亮了。
「但這活兒，咱們的厚膜工藝正好能接！」
他在圖紙上虛劃了兩下：
「用氧化鋁陶瓷做基板，導體漿料和電阻漿料一層層疊印上去。」
「瓷基板導熱好，耐高溫，絕緣性更不用說。」
「這圖上的布線雖然密，但我那邊的絲網印刷精度現在能做到十五微米。」
趙四海越說越來勁。
「咱們把幾百個監測節點，全部集成在巴掌大的一塊厚膜陶瓷板上，體積絕對能壓下來！」
張秉謙附和道：
「老趙說得對。」
「底層邏輯比較運算，可以用簡單的矽基門電路做成裸片，再直接封裝在厚膜電路上。」
「這叫混合集成。」
「抗干擾能力，比純矽晶片強得多。」
兩人一唱一和，一套極具時代特色又無比務實的方案立刻成了型。
林希聽得連連點頭，心裡暗自鬆了口氣。
把圖紙交給這幫一線老將，總是最踏實的。
他們不會空談概念。
能不能做，怎麼做，哪裡會炸，他們一眼就能看出七八分。
就在這時，一直沒作聲的司徒淵轉過身來。
他把手裡的鑷子放下，走到桌前，目光在林希的圖紙上掃了一圈。
這位曾在仙童半導體待了十幾年的頂尖架構師，扶了扶金絲眼鏡，語出驚人：
「林總，既然要用厚膜做物理監測網絡，為什麼不乾脆把存算一體架構融合進去？」
屋裡安靜了一下。
張秉謙愣了愣：
「司徒，你說明白點，什麼叫存算一體？」
司徒淵拿起一支紅筆，在林希的圖紙上畫了兩個方框。
「現在的計算機，哪怕是最高端的處理器，用的都是馮·諾依曼架構。」
司徒淵在左邊框寫上「運算」，右邊框寫上「存儲」，
「運算單元和存儲單元是分開的。」
「處理器要算個數據，得先跑去內存里把數據搬過來。」
「算完了，再搬回去。」
他看向林希：
「這在地面上做普通計算機沒問題。」
「但在太空里，這套邏輯會同時帶來兩個麻煩。」
「一個是存儲牆。」
「一個是輻射風險。」
林希順著他的話往下問：
「具體怎麼說？」
司徒淵拿著筆在兩個方框之間的連線上打了個叉。
「這根連線，就是存儲牆。」
「當你要同時監測太空飛行器十萬個節點、需要極高並發處理速度時，你的處理器大部分時間都在排隊搬磚。」
「就像一群工人明明能幹活，卻全堵在倉庫門口等材料。」
「算得再快，搬磚的速度跟不上，系統照樣卡死。」
「結果就是功耗大、延時高。」
趙四海聽到這裡，臉上的笑意收了。
張秉謙的手指也停在了茶缸邊。
「其次，太空里有高能粒子流。」
司徒淵在代表存儲單元的方框上重重戳了一筆，
「高能粒子撞擊矽基存儲晶片，會造成單粒子翻轉。」
「本來存的是0，被撞一下，變成了1。」
「一個數錯了，後面搬運、計算、判斷，全都跟著錯。」
「嚴重一點，控制邏輯直接跑偏。」
這番深入淺出的解釋，讓張秉謙和趙四海都倒吸了一口冷氣。
這正是航天電子系統面臨的物理法則級難題。
此時，林希腦海中的直播間裡，平時潛水的專業大牛們已經按捺不住了。
【臥槽！他在1985年提存算一體？！】
【這不是提前一點點，這是直接把版本號拉爆了！】
【馮·諾依曼瓶頸、存儲牆、單粒子翻轉……後世航天算力提升的死穴，全被他點出來了。】
【矽基晶片做大算力，發熱、功耗、防輻射，一個都躲不開。最後加一堆屏蔽層，重量全砸在抗造上。】
【懂了，別人還在給晶片疊護甲，紅星這邊準備換物種。】
林希壓住心頭的震動，看向司徒淵：
「司徒總工，你說的存算一體，具體怎麼落在咱們這張圖紙上？」