第十五章 走出實驗室
十月下旬，左城第一次踏進了藍灣通信的研發中心。
地點在華夏市高新區，距離學校四十分鐘地鐵。研發中心占了一棟二十六層的寫字樓，門禁系統刷三道卡才能進核心區域。左城在前台領了臨時工牌，韓哲的助理帶他穿過一條長走廊，兩側是透明玻璃隔開的實驗室，裡面全是他只在教科書上見過的測試設備。
韓哲在十七樓的會議室等他。
」坐。」韓哲指了指對面的椅子，面前攤著左城的課題方案，幾個地方用紅筆圈了標註，」環節二的情況我先跟你說清楚。」
他翻開一張藍灣通信內部的基站網絡拓撲圖，手指點在華夏市南區的一個節點上。
」這是我們在南區部署的一座5G實驗基站，覆蓋半徑兩公里，日常接入用戶大約三千人。你的算法要在這座基站的信號處理單元上跑起來，實時處理真實的用戶信號，連續運行七十二小時不出故障，各項性能指標達到方案里承諾的水平。」
左城看著那張拓撲圖，心裡迅速計算著工作量。
實驗室仿真和真實基站之間隔著一道巨大的鴻溝。仿真環境裡的信號是乾淨的、可控的、可重複的；真實基站面對的是三千個活生生的用戶，每個人的信號特徵都不一樣，移動軌跡不可預測，環境干擾千變萬化。
更麻煩的是硬體。實驗室里跑算法用的是高性能伺服器，算力基本不設上限。但基站的信號處理單元是定製的嵌入式平台，算力有限、內存有限、功耗有限。算法必須在這些約束下跑出同樣的性能——這就像讓一個在寬敞跑道上跑出好成績的運動員，換到一條滿是障礙的窄巷裡還得保持同樣的速度。
」硬體平台的技術規格能給我一份嗎？」左城問。
」已經準備好了。」韓哲把一個U盤推過來，」裡面有基站信號處理單元的完整硬體手冊、接口文檔和開發環境配置指南。另外我給你開了遠程訪問權限，你可以在學校里通過VPN連接到基站的開發測試環境，不用每次都跑過來。」
」謝謝韓總。」
」還有一件事。」韓哲靠在椅背上，語氣變得隨意了一些，」周總讓我轉告你，他下周有一天在研發中心，如果你方便的話，他想跟你當面聊聊。」
周鶴年。藍灣通信CTO。
」我方便。」左城說。
從藍灣通信出來之後，左城在地鐵上打開了U盤裡的硬體手冊。
他越看眉頭皺得越緊。
基站信號處理單元用的是一款定製的嵌入式處理器，主頻不高，但集成了專用的信號處理加速模塊。問題在於這個加速模塊的指令集和通用處理器完全不同——左城的算法里有大量的矩陣運算，在通用處理器上可以直接調用標準數學庫，但在這個定製晶片上，標準庫跑不了，必須用專用指令集重新實現。
這就是方澤的戰場了。
當天晚上，左城把硬體手冊和他的初步分析發給了方澤。
方澤看了兩個小時，回了一條很長的消息。
」處理器架構我大致看明白了。好消息：這款晶片的加速模塊對定點數矩陣運算有專門的硬體支持，如果把你的浮點算法改成定點實現，理論上速度能提升三到五倍。壞消息：浮點轉定點會引入量化誤差，你的算法對精度要求高，量化誤差控制不好的話性能會崩。這是一個精度和速度的權衡問題，需要你和我一起啃。」
左城盯著」一起啃」三個字，嘴角微彎。
方澤從來不說」我來搞定」，也不說」你來解決」。他說的是」一起啃」。這個人骨子裡是個合作者，不是獨行俠——前提是他認可你的能力。
接下來三天，左城和方澤每天晚上在實驗室碰頭，專攻浮點轉定點的精度控制問題。
這是一場硬仗。
核心難點在於左城的自適應追蹤算法里有一個遞歸更新的步驟——每一次疊代都會在上一次結果的基礎上做微小修正。浮點數的精度足夠高，這種微小修正可以精確執行。但定點數的精度有限，每次疊代都會引入一點量化誤差，幾百次疊代累積下來，誤差可能被放大到不可接受的程度。
左城試了三種常規的誤差補償方法，全部失敗——誤差要麼沒壓下去，要麼壓下去了但速度也跟著掉下來，得不償失。
第四天，他坐在實驗室里對著一屏幕的數據發呆。
方澤從旁邊走過來，把一杯冰美式放在他手邊。這是左城第一次看見方澤給別人買咖啡。
」換個思路。」方澤說，靠在桌邊，雙手抱胸，」你一直在想怎麼減小量化誤差，但有沒有想過——讓算法本身對量化誤差不敏感？」
左城抬起頭。
」你的遞歸更新步驟之所以會放大誤差，是因為更新公式里有一個除法操作——定點除法的精度損失最大。」方澤拿起筆在紙上畫了一個簡圖，」如果把更新公式從乘除形式改成加減形式，用對數域變換把乘除運算轉化成加減運算，定點加減的精度損失比乘除小兩個數量級。」
左城瞪著紙上那個簡圖，腦子裡像被閃電劈了一下。
對數域變換。
把乘除變成加減。
這個思路他完全沒想到——因為對數域變換在信號處理領域不常用，它是數字通信編碼領域的技巧。左城的知識體系是從信號處理這棵樹上長出來的，天然存在視野盲區。而方澤做嵌入式底層開發，天天跟定點運算打交道，對這類技巧信手拈來。
這就是團隊的意義——一個人的盲區，恰好是另一個人的強項。
」方澤，你是天才。」左城說。這不是客套，是由衷的。
方澤面無表情地喝了一口自己的咖啡：」不是天才，是被定點數折磨過太多次。」
當天晚上，左城重寫了遞歸更新模塊，用對數域變換替換了所有的乘除操作。方澤同步把新的代碼移植到定製晶片的模擬器上跑測試。
凌晨兩點，測試結果出來了。
量化誤差降到了原來的五十分之一。算法在定製晶片上的運行速度比浮點版本快了四倍。性能指標和實驗室仿真的結果幾乎一致。
方澤看著屏幕上的數據，破天荒地說了句髒話。
是好的那種。
左城長長地吐了口氣，靠在椅背上，盯著天花板笑了好一會兒。
光幕在意識中悄然彈出一行字：
【檢測到宿主解決關鍵技術瓶頸，主線任務鏈·環節二進度更新：35%】
才百分之三十五。算法移植只是第一步，後面還有系統集成、聯調測試、七十二小時連續運行驗證。
但最難的那道坎，已經邁過去了。
左城關掉面板，看了一眼手機。凌晨兩點十五分，有一條未讀消息。
韓哲發來的，時間是晚上十一點。
」周總確認下周三下午三點在研發中心，你到時候直接來十七樓就行。另外他讓我提前跟你說一聲——他想聊的不只是課題的事。」
不只是課題的事。
左城把手機放下，目光投向窗外沉寂的校園。
藍灣通信CTO要聊的」不只是課題的事」，會是什麼？
他暫時想不出答案，但直覺告訴他，下周三那場談話的分量，可能比拿下整個課題還重。
地點在華夏市高新區，距離學校四十分鐘地鐵。研發中心占了一棟二十六層的寫字樓，門禁系統刷三道卡才能進核心區域。左城在前台領了臨時工牌，韓哲的助理帶他穿過一條長走廊，兩側是透明玻璃隔開的實驗室，裡面全是他只在教科書上見過的測試設備。
韓哲在十七樓的會議室等他。
」坐。」韓哲指了指對面的椅子，面前攤著左城的課題方案，幾個地方用紅筆圈了標註，」環節二的情況我先跟你說清楚。」
他翻開一張藍灣通信內部的基站網絡拓撲圖，手指點在華夏市南區的一個節點上。
」這是我們在南區部署的一座5G實驗基站，覆蓋半徑兩公里，日常接入用戶大約三千人。你的算法要在這座基站的信號處理單元上跑起來，實時處理真實的用戶信號，連續運行七十二小時不出故障，各項性能指標達到方案里承諾的水平。」
左城看著那張拓撲圖，心裡迅速計算著工作量。
實驗室仿真和真實基站之間隔著一道巨大的鴻溝。仿真環境裡的信號是乾淨的、可控的、可重複的；真實基站面對的是三千個活生生的用戶，每個人的信號特徵都不一樣，移動軌跡不可預測，環境干擾千變萬化。
更麻煩的是硬體。實驗室里跑算法用的是高性能伺服器，算力基本不設上限。但基站的信號處理單元是定製的嵌入式平台，算力有限、內存有限、功耗有限。算法必須在這些約束下跑出同樣的性能——這就像讓一個在寬敞跑道上跑出好成績的運動員，換到一條滿是障礙的窄巷裡還得保持同樣的速度。
」硬體平台的技術規格能給我一份嗎？」左城問。
」已經準備好了。」韓哲把一個U盤推過來，」裡面有基站信號處理單元的完整硬體手冊、接口文檔和開發環境配置指南。另外我給你開了遠程訪問權限，你可以在學校里通過VPN連接到基站的開發測試環境，不用每次都跑過來。」
」謝謝韓總。」
」還有一件事。」韓哲靠在椅背上，語氣變得隨意了一些，」周總讓我轉告你，他下周有一天在研發中心，如果你方便的話，他想跟你當面聊聊。」
周鶴年。藍灣通信CTO。
」我方便。」左城說。
從藍灣通信出來之後，左城在地鐵上打開了U盤裡的硬體手冊。
他越看眉頭皺得越緊。
基站信號處理單元用的是一款定製的嵌入式處理器，主頻不高，但集成了專用的信號處理加速模塊。問題在於這個加速模塊的指令集和通用處理器完全不同——左城的算法里有大量的矩陣運算，在通用處理器上可以直接調用標準數學庫，但在這個定製晶片上，標準庫跑不了，必須用專用指令集重新實現。
這就是方澤的戰場了。
當天晚上，左城把硬體手冊和他的初步分析發給了方澤。
方澤看了兩個小時，回了一條很長的消息。
」處理器架構我大致看明白了。好消息：這款晶片的加速模塊對定點數矩陣運算有專門的硬體支持，如果把你的浮點算法改成定點實現，理論上速度能提升三到五倍。壞消息：浮點轉定點會引入量化誤差，你的算法對精度要求高，量化誤差控制不好的話性能會崩。這是一個精度和速度的權衡問題，需要你和我一起啃。」
左城盯著」一起啃」三個字，嘴角微彎。
方澤從來不說」我來搞定」，也不說」你來解決」。他說的是」一起啃」。這個人骨子裡是個合作者，不是獨行俠——前提是他認可你的能力。
接下來三天，左城和方澤每天晚上在實驗室碰頭，專攻浮點轉定點的精度控制問題。
這是一場硬仗。
核心難點在於左城的自適應追蹤算法里有一個遞歸更新的步驟——每一次疊代都會在上一次結果的基礎上做微小修正。浮點數的精度足夠高，這種微小修正可以精確執行。但定點數的精度有限，每次疊代都會引入一點量化誤差，幾百次疊代累積下來，誤差可能被放大到不可接受的程度。
左城試了三種常規的誤差補償方法，全部失敗——誤差要麼沒壓下去，要麼壓下去了但速度也跟著掉下來，得不償失。
第四天，他坐在實驗室里對著一屏幕的數據發呆。
方澤從旁邊走過來，把一杯冰美式放在他手邊。這是左城第一次看見方澤給別人買咖啡。
」換個思路。」方澤說，靠在桌邊，雙手抱胸，」你一直在想怎麼減小量化誤差，但有沒有想過——讓算法本身對量化誤差不敏感？」
左城抬起頭。
」你的遞歸更新步驟之所以會放大誤差，是因為更新公式里有一個除法操作——定點除法的精度損失最大。」方澤拿起筆在紙上畫了一個簡圖，」如果把更新公式從乘除形式改成加減形式，用對數域變換把乘除運算轉化成加減運算，定點加減的精度損失比乘除小兩個數量級。」
左城瞪著紙上那個簡圖，腦子裡像被閃電劈了一下。
對數域變換。
把乘除變成加減。
這個思路他完全沒想到——因為對數域變換在信號處理領域不常用，它是數字通信編碼領域的技巧。左城的知識體系是從信號處理這棵樹上長出來的，天然存在視野盲區。而方澤做嵌入式底層開發，天天跟定點運算打交道，對這類技巧信手拈來。
這就是團隊的意義——一個人的盲區，恰好是另一個人的強項。
」方澤，你是天才。」左城說。這不是客套，是由衷的。
方澤面無表情地喝了一口自己的咖啡：」不是天才，是被定點數折磨過太多次。」
當天晚上，左城重寫了遞歸更新模塊，用對數域變換替換了所有的乘除操作。方澤同步把新的代碼移植到定製晶片的模擬器上跑測試。
凌晨兩點，測試結果出來了。
量化誤差降到了原來的五十分之一。算法在定製晶片上的運行速度比浮點版本快了四倍。性能指標和實驗室仿真的結果幾乎一致。
方澤看著屏幕上的數據，破天荒地說了句髒話。
是好的那種。
左城長長地吐了口氣，靠在椅背上，盯著天花板笑了好一會兒。
光幕在意識中悄然彈出一行字：
【檢測到宿主解決關鍵技術瓶頸，主線任務鏈·環節二進度更新：35%】
才百分之三十五。算法移植只是第一步，後面還有系統集成、聯調測試、七十二小時連續運行驗證。
但最難的那道坎，已經邁過去了。
左城關掉面板，看了一眼手機。凌晨兩點十五分，有一條未讀消息。
韓哲發來的，時間是晚上十一點。
」周總確認下周三下午三點在研發中心，你到時候直接來十七樓就行。另外他讓我提前跟你說一聲——他想聊的不只是課題的事。」
不只是課題的事。
左城把手機放下，目光投向窗外沉寂的校園。
藍灣通信CTO要聊的」不只是課題的事」，會是什麼？
他暫時想不出答案，但直覺告訴他，下周三那場談話的分量，可能比拿下整個課題還重。