第257章 兌換「32位微處理器(CPU)前瞻性設計指南」

投票推薦 加入書籤 小說報錯

  香港,深夜十一點。

  明遠大廈二十八層的實驗室里,燈光還亮著。晶片團隊的五個人圍在白板前,每個人臉上都寫著兩個字:瓶頸。

  「王總,16位架構的潛力真的挖到頭了。」張維用馬克筆敲著白板上密密麻麻的電路圖,「我們現在的方舟二代,主頻8MHz,已經是最優設計。再往上提升,要麼換更先進的製程——但香港和內地都沒有1微米以下的產線;要麼……」

  他頓了頓,似乎在猶豫該不該說。

  「要麼什麼?」王恪問。

  「要麼直接跳到32位架構。」張維終於說出來,「像摩托羅拉的68000那樣,或者……像英特爾正在秘密研發的80386。」

  實驗室里一片寂靜。只有空調出風口的嗡嗡聲,還有遠處維港輪船偶爾傳來的汽笛聲。

  32位處理器,在這個16位還是主流的1982年,聽起來像科幻小說里的東西。但張維在英特爾工作時聽說過風聲——英特爾內部有個代號「P3」的項目,就是下一代32位CPU。雖然進展緩慢,問題一堆,但方向已經定了。

  「32位意味著什麼?」團隊裡最年輕的工程師小李怯生生地問。他是香港本地人,剛從港大畢業半年,對處理器架構還停留在教科書階段。

  「意味著未來。」張維在白板上寫下幾個數字,「16位處理器最大尋址空間是64KB,擴展後能到1MB。而32位處理器,理論尋址空間是4GB——是1MB的4000倍。這意味著內存可以更大,程序可以更複雜,作業系統可以更強大。」

  他頓了頓,看著王恪:「但也意味著設計複雜度呈指數級增長。電晶體數量可能要翻五倍甚至十倍,功耗問題、散熱問題、良率問題……我們現在解決不了。」

  王恪沒有說話。他走到窗邊,看著外面香港的夜景。中環的高樓燈火通明,滙豐銀行大廈、中銀大廈、交易廣場……這些建築象徵著這個城市的繁榮,但繁榮背後,是技術的支撐。

  如果沒有計算機,沒有晶片,這些摩天大樓里的金融交易、國際貿易、信息處理,效率會下降多少?

  而晶片,是所有計算機的心臟。

  明遠現在能做整機,能做作業系統,能做應用軟體,但最核心的晶片,還是要靠進口——英特爾、摩托羅拉、Zilog,這些美國公司掌握著命脈。

  方舟二代用的處理器是Zilog Z8000的改良版,性能不錯,但終究不是自己的設計。如果哪天美國收緊技術出口,或者競爭對手施壓,明遠就可能被卡脖子。

  就像IBM現在雖然客氣,但如果真到了生死競爭的時刻,他們會毫不猶豫地動用一切手段,包括晶片供應。

  「張維,」王恪轉身,「如果我們自己設計32位處理器,需要什麼?」

  張維苦笑:「王總,這不是需要什麼的問題,是幾乎不可能的問題。設計32位處理器,需要頂級的架構師團隊,需要先進的EDA工具,需要大量的仿真驗證,需要試錯成本……最重要的是,需要時間。英特爾從4004到8086用了十年,從8086到80286又用了五年。我們就算有天才,有資金,沒有五年以上的積累,不可能做出可用的32位CPU。」

  「如果我們有設計指南呢?」王恪問,「一份詳細的、前瞻性的設計指南,包含架構思路、模塊設計、驗證方法、甚至可能遇到的問題和解決方案?」

  張維愣住了。實驗室里其他人也愣住了。

  「王總,這種指南……不存在。」一個工程師小聲說,「每個公司的CPU設計都是最高機密,比核武器圖紙還保密。英特爾不可能給我們,摩托羅拉也不可能。」

  王恪沒有解釋。他只是說:「大家先回去休息吧,明天再討論。」

  等工程師們離開後,王恪獨自坐在實驗室里。窗外,香港漸漸安靜下來,但遠處九龍的方向還有零星的燈火。

  他調出系統界面。

  【情緒點餘額:397,821點】

  過去一周,情緒點又漲了一萬點。來源很雜:有內地大學採購方舟電腦的反饋,有歐洲用戶的好評,有蛇口工廠擴產後新工人的興奮,也有四合院那邊傳來的日常情緒——何雨柱承包食堂賺了錢,閻解成升職了,秦淮茹的小吃攤生意不錯……

  這些點點滴滴的情緒,匯成了這個數字。

  王恪點開兌換界面。那裡有幾十個可兌換項,從技術圖紙到身體強化,從物資到情報,價格從幾百點到幾十萬點不等。


  他直接搜索「處理器」。

  列表彈出:

  【8位微處理器基礎設計(1970年代水平):8,000點】

  【16位微處理器進階設計(當前主流水平):35,000點】

  【32位微處理器前瞻性設計指南(超前5-8年):180,000點】

  【精簡指令集(RISC)架構初探:120,000點】

  【多核處理器概念雛形:300,000點(需前置知識解鎖)】

  價格不菲。32位指南要18萬點,幾乎是他現在總點數的一半。

  但值得嗎?

  王恪想起下午收到的一封內參簡報。是中科院計算機所的朋友輾轉送來的,內容很簡單:美國商務部正在討論擴大對華技術出口限制清單,其中可能包括「高性能微處理器及相關製造設備」。

  雖然還在討論階段,雖然可能不會通過,但信號已經很明顯了——隨著中國在高科技領域的進步,某些人開始緊張了。

  不能把命脈交在別人手裡。

  王恪深吸一口氣,選擇了兌換。

  【確認兌換「32位微處理器(CPU)前瞻性設計指南」?需消耗180,000情緒點。】

  【是/否】

  他點了「是」。

  瞬間,情緒點數從397,821跳降到217,821。同時,一股龐大的信息流湧入腦海。

  不是簡單的文字或圖片,而是一種更深層的、近乎直覺的理解。就像突然學會了游泳,或者突然掌握了外語——不是記住了動作要領或單詞,而是真正「懂得」了。

  處理器架構的精妙平衡:性能與功耗的權衡,面積與速度的取捨,並行與串行的調度……

  內存子系統的設計奧秘:緩存一致性協議,虛擬內存映射,預取算法……

  總線與接口的考量:帶寬瓶頸的突破,時序收斂的技巧,時鐘樹的設計……

  還有那些在這個時代尚未被充分認識的概念:流水線深度優化、分支預測、亂序執行雛形、甚至一點點超標量的影子……

  信息太多,王恪感到一陣眩暈。他扶住實驗台,閉上眼睛,讓知識慢慢沉澱、梳理、歸檔。

  這不是某個特定型號處理器的完整圖紙——那樣反而不好,容易陷入具體實現的桎梏。這是一份「指南」,一種方法論,一套設計哲學。它告訴你未來的路在哪裡,路上的坑有哪些,該怎麼繞過去,但具體怎麼走,還要靠自己的雙腳。

  就像給你一張精確的地圖,但登山的過程,還是要自己完成。

  半小時後,王恪睜開眼睛。實驗室的燈光似乎變得更清晰了,空氣中飄浮的微塵都能看清軌跡——這是精神強化後的副作用,感知變得更敏銳。

  他走到白板前,拿起馬克筆。

  手有些抖——不是緊張,是興奮。就像一個音樂家突然聽到了最美的旋律,一個畫家突然看到了最震撼的畫面,迫不及待想要表達出來。

  他開始畫。

  不是具體的電路,而是架構框圖。一個個方框,一條條連線,標註著功能、帶寬、延遲、瓶頸點……

  速度很快,幾乎沒有停頓。筆尖在白板上划過的聲音,沙沙作響,像春蠶食葉。

  當張維第二天早上八點來到實驗室時,他被眼前的景象驚呆了。

  整面白板——長四米、高一米五的巨大白板——被畫滿了。不是亂塗亂畫,而是結構清晰、層次分明、標註詳細的32位處理器架構圖。

  從最頂層的指令集架構定義,到功能模塊劃分,到流水線設計,到緩存層次,到總線仲裁……甚至還包括了一些設計決策的注釋:

  「此處可採用動態分支預測,初期簡化版準確率65%即可」

  「一級緩存8KB指令+8KB數據,關聯度4路為宜」

  「虛擬內存頁大小建議4KB,與主流作業系統兼容」

  「浮點單元可暫緩,初期用軟體模擬」

  張維手裡的咖啡杯「啪」地掉在地上,褐色的液體濺了一地。但他完全沒注意到,只是死死盯著白板,眼睛睜得老大。

  「這……這是……」


  「32位處理器的初步架構。」王恪從旁邊的休息室走出來,手裡端著另一杯咖啡。他看起來一夜沒睡,眼睛裡有血絲,但精神亢奮,「我昨晚想了想,覺得我們可以試試。」

  「想了一夜?」張維的聲音在顫抖,「王總,這……這不可能是想了一夜就能畫出來的!這需要多年的架構經驗,需要大量的仿真數據,需要……」

  他走到白板前,手指顫抖著指向其中一個模塊:「這個存儲管理單元的設計……這種多級頁表結構,我在英特爾的內部資料里見過模糊的描述,但他們還沒解決地址轉換延遲的問題!您這裡寫的『TLB快表設計』,天啊,這思路……這思路太巧妙了!」

  王恪喝了口咖啡。咖啡是涼的,但他不在意。

  「張維,你覺得這個方向對嗎?」

  「對?這不僅僅是『對』的問題!」張維激動得語無倫次,「這簡直是……是先知!您看這個總線設計,採用了分離的指令總線和數據總線,這是哈佛架構的變種,但又有共享的二級緩存來協調……這能解決馮·諾依曼瓶頸!還有這個流水線,八級深度,但關鍵路徑優化得……我的天,如果真能做出來,主頻可能突破20MHz!」

  其他工程師陸續來了,每個人都呆立在白板前,像看到了神跡。

  「王總,您以前是學什麼的?」小李喃喃地問。

  「我啊,」王恪笑了笑,「學過一點計算機,學過一點電子,但最重要的是,我知道未來需要什麼。」

  他放下咖啡杯,拍了拍手:「好了,大家別光站著。張維,你帶隊,從今天開始,我們啟動『方舟三號』計劃——不是整機,是處理器,我們自己的32位處理器。」

  「代號呢?」有人問。

  王恪看著白板上的架構圖。那些線條和方框,像是通往未來的地圖。

  「就叫『龍芯』吧。」他說,「龍的晶片。中國人自己的晶片。」

  實驗室里安靜了一瞬,然後爆發出歡呼。

  張維眼眶紅了。他是美籍華人,在英特爾工作了八年,始終是技術骨幹,但從未進入核心決策層。不是能力不夠,是膚色不對。現在,他要帶領團隊設計中國人自己的高端處理器——這種機會,在美國永遠不會有。

  「王總,」他聲音哽咽,「我們……真的能做到嗎?」

  「能。」王恪的回答簡短而肯定,「因為我們沒有退路。也因為沒有退路,所以只能向前。」

  接下來的幾天,實驗室變成了不夜城。

  張維把團隊分成四個小組:指令集架構組、流水線與緩存組、總線與接口組、驗證與測試組。王恪給出的架構圖是藍圖,但具體的實現細節,需要工程師們一點一點填充、優化、驗證。

  工作量巨大,但沒有人抱怨。

  小李負責指令集的手冊編寫,連續三天睡在實驗室,眼睛裡全是血絲,但每次解決一個編碼問題,就興奮地大叫:「成了!這個尋址模式可以省兩個時鐘周期!」

  負責流水線設計的老周,以前在台灣的半導體公司工作,因為不滿技術封鎖政策辭職來港。他看著白板上那些超前的設計理念,感慨道:「我在台積電的時候,美國人連1微米工藝的技術都不肯轉讓。現在,我們要做他們還沒做出來的東西……這感覺,像做夢。」

  但夢正在變成現實。

  王恪沒有全程參與具體設計——他不懂那麼細。但他每天會來實驗室兩次,上午和下午,每次兩小時。他不指導具體實現,而是問問題:

  「這個模塊的功耗估算多少?」

  「最壞情況下的時序能收斂嗎?」

  「如果製造工藝只有2微米,這個設計要如何調整?」

  「有沒有可能先做一個簡化版,只實現核心指令集?」

  這些問題往往能點醒工程師,讓他們從技術細節中抬起頭,看到更大的圖景:我們不是在追求完美的藝術品,而是在做一個能實際生產、能用的產品。

  一周後,陳致遠來實驗室找人,看到滿白板的電路圖和一群蓬頭垢面的工程師,嚇了一跳。

  「王總,你們這是……在打仗?」

  「比打仗還刺激。」王恪把陳致遠拉到一邊,「晶片設計啟動了,代號『龍芯』。我們需要幾樣東西。」

  「你說。」

  「第一,錢。初期研發預算,三百萬美元。」


  陳致遠倒吸一口涼氣,但咬咬牙:「行,我想辦法。」

  「第二,人。我們需要更多的晶片設計工程師,特別是懂物理設計和驗證的。讓獵頭去美國挖,去歐洲挖,去日本挖。工資可以給市場價的兩倍。」

  「第三,」王恪壓低聲音,「我們需要一條試驗性的晶片生產線,不需要最先進,但必須能流片。香港不行,內地現在也不行……你看能不能在新加坡或者馬來西亞設一個點?名義上可以是合資公司,但控制權要在我們手裡。」

  陳致遠快速記下,眉頭緊鎖:「王總,這步子會不會太大了?我們整機業務剛起步,現在就投入重金做晶片,風險太高了。而且IBM那邊……」

  「IBM那邊怎麼了?」

  「他們又發來了合作提議,這次更具體:聯合開發下一代處理器,技術共享,市場共拓。」陳致遠拿出一份文件,「條件比上次優厚很多,甚至答應在香港設立聯合研發中心。」

  王恪接過文件,快速瀏覽。條款確實優厚,幾乎可以說是「送錢」——IBM出技術,出資金,明遠出人力,出市場渠道,利潤分成六四開(明遠四)。

  如果只看商業利益,這幾乎是無法拒絕的誘惑。

  「你怎麼看?」王恪問。

  「從商業角度,應該接受。」陳致遠實話實說,「我們能省下巨額研發費用,能直接獲得IBM的技術積累,能藉助他們的品牌打開全球市場……」

  「但代價呢?」王恪打斷他。

  陳致遠沉默。

  「代價是,我們永遠只能是IBM的小弟。」王恪把文件扔在桌上,「我們的技術路線要聽他們的,我們的產品規劃要配合他們,我們的市場拓展不能威脅他們。等我們養肥了,要麼被收購,要麼被拆分,要麼被競爭壓垮——這種故事,在商業史上太多了。」

  他看著實驗室里忙碌的工程師們,聲音很輕但很堅定:「致遠,我們不是在做一個公司,我們在做一個夢想。夢想不能外包,不能合資,不能妥協。」

  陳致遠看著王恪,看著這個比自己年輕十歲、但眼神比自己堅定一百倍的男人。他想起三年前,王恪拿著那塊簡陋的電路板,說要做中國人自己的電腦時,很多人覺得他是瘋子。

  現在,那些覺得他是瘋子的人,正在買明遠的股票,用明遠的電腦,羨慕明遠的成功。

  「我明白了。」陳致遠收起文件,「IBM的提議,我會禮貌地拒絕。晶片研發的資金,我會在一周內安排到位。人才招聘,明天就啟動。」

  他轉身要走,又停住:「王總,我能問個問題嗎?」

  「問。」

  「你真的相信……我們能做出比IBM更好的晶片嗎?」

  王恪沒有直接回答。他走到白板前,指著架構圖上的一個標註——那是關於「指令級並行」的初步設想,在這個時代屬於極其超前的概念。

  「張維說,這個設計如果實現,性能可能超越英特爾正在研發的80386。」王恪微笑,「而英特爾的386,據說比IBM的下一代處理器還要先進。」

  陳致遠懂了。他點點頭,離開了實驗室。

  王恪回到白板前,張維正在和一個工程師爭論某個驗證方案。

  「王總,您來評評理。」張維氣呼呼地說,「老周非要加入這個複雜的異常處理機制,我說初期版本可以簡化,他不同意!」

  王恪看了看白板上的設計點,沉思片刻:「這樣,我們做兩個版本:龍芯1.0,只實現核心功能,目標是『能用』;龍芯1.1,加上高級特性,目標是『好用』。先解決有無問題,再解決好壞問題。」

  「對啊!」張維一拍大腿,「我怎麼沒想到!」

  爭論解決了,工作繼續。

  窗外,夕陽西下,把實驗室染成金色。白板上的電路圖在餘暉中閃閃發光,那些線條和符號,像是用光寫成的詩。

  王恪站在白板前,看著這幅「光之詩」。

  他知道,從今天開始,明遠走上了一條更艱難、也更光榮的路。

  一條必須自己走完的路。

  但還好,他不是一個人。

  有張維這樣痴迷技術的工程師,有陳致遠這樣敢闖敢拼的管理者,有蛇口工廠那些拼命學習的工人,有千千萬萬因為方舟電腦而看到更大世界的普通人。

  還有系統——那個神秘的、來自未知文明的禮物,給了他地圖,但路,終究要自己走。

  王恪拿起馬克筆,在白板的角落,畫了一個小小的標誌:一條簡筆的龍,盤繞著一枚晶片。

  龍芯。

  這個名字,會在未來幾十年裡,響徹世界。

  但現在,它只是一張白板上的草圖,一群工程師的夢想,一個瘋子的堅持。

  以及,一份價值十八萬情緒點的、來自未來的禮物。

  王恪放下筆,笑了。

  這買賣,值。

章節目錄