共识一旦达成,执行的效率是惊人的。
在“微码”这个天才思想的统一指导下,“炼石”组和“补天”组,爆发出了前所未有的工作热情和创造力。
孙立国,带领他的硬件团队,彻底抛弃了之前所有复杂的设计方案。他们,以一种近乎偏执的狂热,投入到了“极简核心”的设计之中。
每一个晶体管的去留,都经过了反复的辩论和推敲。
目标只有一个,用最少的资源,实现最基础的逻辑运算。然后,把所有节省下来的“硅面积”,都毫不吝啬地,用来堆砌核心的数量!
他们,甚至,创造性地,提出了“四核一组”的“微单元”概念。即,四个最简单的ALU,共享一套指令发射和数据管理逻辑。这,便是后世“流式多处理器(SM)”中,最基本执行单元的雏形。
而钱学敏和黄建功,则带领“补天”组,以龙章-V1.0》草案为基础,迅速展开了编译器和驱动程序的开发工作。
他们,将“龙章”语言,清晰地,划分成了,两个层面。
一个,是,面向,上层应用开发者的,“高级着色器语言”。它,拥有,丰富的,语法糖,和,强大的,内置函数。力求,让,程序员,写代码时,如丝般顺滑。
另一个,则是,面向,底层硬件的,“中间表示”(IR)。编译器,负责,将,高级语言,翻译成,这种,平台无关的,中间代码。
而,驱动程序,则负责,在,运行时,将,这些,中间代码,根据,当前硬件的,“微码”版本,进一步,翻译成,最终的,机器指令。
这种,分层的,设计,极大地,增强了,整个系统的,灵活性,和,可移植性。
“点睛”组,也没有闲着。
在钱学敏的带领下,他们开始,疯狂地,进行,算法预研。
光照,阴影,纹理,粒子……
一个个,曾经,只存在于,理论和想象中的,图形效果,被他们,用,严谨的,数学公式,和,伪代码,描述出来。
这些,算法,将成为,未来,“女歪”神石,展现其强大能力的,第一批,“演示程序”。
整个,西山基地,都,沉浸在一种,极度亢奋的,创造氛围之中。
每一个人,都,感觉自己,正在,参与一项,足以,改变世界的,伟大事业。
他们,坚信,在老师的,光辉指引下,胜利的曙光,就在眼前。
然而。
当,三个项目组的,第一版,设计方案,初步完成。
并,汇总到,赵成,这位,首席技术顾问的,案头时。
一个,所有人都,没有,预料到的,致命问题。
像一座,无法逾-越的,冰山,轰然,撞向了,“女娲”号,这艘,刚刚,扬帆起航的,巨轮。
这天。
一场,最高级别的,技术联席会议,在“问道”会议室,召开。
聂老总,三大项目组的,负责人,以及,赵成,悉数到场。
会议室的,气氛,异常,凝重。
与,前些天的,热火朝天,形成了,鲜明的,对比。
孙立国,首先,站了起来。
他的脸上,带着,一丝,疲惫,和,深深的,困惑。
“赵顾问,聂老总。”
“根据,您的,‘微码’思想。我们‘炼石’组,完成了,‘女娲’神石,第一代,核心架构‘伏羲-V1’的,初步设计。”
他,在,大屏幕上,展示了一张,无比复杂的,芯片架构图。
“按照,设计。‘伏羲-V1’,将,集成,十六个,‘班长’(SM)。”
“每个‘班长’,内部,包含,八个‘微单元’,共计,三十二个,极简的,‘小笨蛋’(计算核心)。”
“也就是说,整颗芯片,将,拥有,五百一十二个,可以,并行执行的,计算核心!”
“它的,理论,浮点运算能力,将,达到,一个,前所未有的,恐怖数字!”
孙立国,在介绍,这些,参数时,眼中,还,闪烁着,一丝,作为,硬件工程师的,骄傲。
五百一十二个,核心!
在,这个,连,单核CPU,都还,是,镜花水月的,年代。
这个,设计,简直,就是,天顶星科技。
然而,他,话锋一转。
“但是。”
“我们,在进行,性能仿真时,发现了一个,致命的,问题。”
他,点开了,另一张,图表。
那是一张,性能压力测试的,曲线图。
只见,随着,并行核心数量的,增加。
系统的,整体性能,在,一开始,确实,呈,线性,增长。
但,当,核心数量,超过,某个,阈值后。
性能曲线,非但,没有,继续,上扬。
反而,开始,急剧,掉头,向下!
最终,稳定在,一个,低得,可怜的,水平。
“这是……为什么?”聂老总,皱起了,眉头。
“‘内存墙’(Memory Wall)。”
赵成,和,钱学敏,几乎是,同时,轻声,说出了,这个,名词。
“没错。”孙立国,沉重地,点了点头。
“就是,内存墙。”
“我们的,计算能力,太强大了。”
“五百一十二个,核心,就像,五百一十二张,嗷嗷待哺的,嘴。”
“它们,在,每一个,时钟周期,都需要,从,‘仓库’(内存)里,获取,海量的,数据,来,进行,计算。”
“而,我们,连接,‘车间’(芯片)和‘仓库’(内存)的,那条,‘小路’(内存总线),实在是,太窄了!”
“它的,带宽,根本,无法,满足,如此,恐怖的,数据吞吐需求!”
“仿真结果,显示。”
“在,百分之九十,以上的,时间里。我们,那,五百一十二个,强大的,计算核心,都,处于,‘饥饿’的,等待状态。”
“它们,在,等,内存,把,数据,慢吞吞地,送过来。”
“整个,系统,的瓶颈,完全,卡在了,内存带宽上!”
“我们,造出了,一台,拥有,F1赛车引擎的,拖拉机。”
孙立-国,用了一个,无比,形象,而又,残酷的,比喻。
“引擎,再强大,跑不起来,又,有什么用?”
孙立国的,话,让,整个,会议室,陷入了,死一般的,沉寂。
这是一个,让人,绝望的,结论。
就像,一个,武林高手,修炼成了,天下无敌的,内功。
却,发现,自己的,经脉,只有,头发丝,那么细。
真气,再雄浑,也,无法,顺畅地,运转。
稍微,一发力,就是,经脉尽断的,下场。
“女娲”计划,似乎,从,一开始,就,走上了一条,死路。
“我们,试过,所有,能想到的,办法。”
“我们,尝试,增加,更大容量的,片上缓存(On-chip Cache)。”
“但是,缓存的,成本,太高了。而且,也,只能,缓解,一部分,数据的,局部性访问问题。对于,那些,必须,从,主内存中,读取的,海量,纹理数据,和,顶点数据,依旧,无能为力。”
“我们,也尝试,提高,内存总线的,时钟频率。”
“但是,受限于,目前的,工艺,和,材料。频率,再往上,信号的,完整性,就,无法,保证了。”
孙立国的,声音里,充满了,无力感。
他,感觉,自己,和他的,团队,就像,一群,想要,用,水桶,去填满,一个,游泳池的,傻子。
无论,他们,跑得,多快。
水桶的,大小,是,固定的。
游泳池的,需求,却是,无限的。
“这个问题,无解。”
最后,孙立国,给出了,一个,让,所有人,心都,凉了半截的,判决。
“至少,在,现有的,技术框架内,无解。”
“除非……”
他,顿了顿。
抬起头,将,最后的,希望,投向了,那个,从始至终,都,一言不发的,年轻人。
“除非,老师,他,能,再次,为我们,创造,奇迹。”
所有人的,目光,都,聚焦在了,赵成的,身上。
他们,的眼神,充满了,期盼,和,祈求。
就好像,一群,即将,溺水的,人。
抓住了,最后一根,救命的,稻草。
赵成,感受到了,这,沉甸甸的,压力。
他的,眉头,紧紧地,锁在了一起。
内存墙。
这个,在,另一个时空,困扰了,计算机体系结构,几十年,都未能,完美解决的,终极难题。
竟然,这么早就,以,如此,一种,残酷的,姿态,摆在了,他们的,面前。
老师,他……
真的,有,留下,解决这个,问题的,锦囊吗?
赵成,的大脑,开始,疯狂地,回忆,他在,五十号院里,经历的,每一个,细节。
老师的,每一句话,每一个,动作,每一个,比喻。
投影……
手影……
小笨蛋……
班长……
小推车……
……
没有。
似乎,真的,没有,任何,关于,如何,解决,内存带宽问题的,直接,启示。
难道,老师,也有,疏忽的时候?
或者说,这个问题,真的,已经,超越了,时代,超越了,技术的,极限?
连,神,也,无能为力?
一个,可怕的,念头,在赵成的,心中,悄然,升起。
让,他的,后背,瞬间,被,冷汗,浸湿。
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