温卿闭上眼睛,脑海中飞速计算。
非平衡态模型要想真正用于工程设计,至少需要进行上千次不同工况的计算,以绘制完整的气动热数据库。
按现在的算力,需要……五十年。
五十年。
等算出来,技术都换代好几次了。
“也许……我们可以从算法上优化?”有人提议。
“已经优化到极限了。”
温卿开口,“我重新设计了数值格式,把计算量减少了40。但根本问题没解决——我们的计算机架构太落后了。”
她走到白板前,画出djs-130的简化框图:
“串行处理,内存太小,输入输出速度太慢。这些是硬件层面的限制,软件优化解决不了。”
“那怎么办?”老王苦笑,“总不能让钱老去美丽国给我们买一台cray-1吧?”
这个冷笑话没人笑得出来。
那天晚上,温卿失眠了。
她躺在床上,盯着天花板,脑海中反复回放着末世时见过的那些计算机设备。
虽然末世的整体科技水平倒退,但在某些领域,特别是军事和科研领域,依然保留着21世纪中期的技术。
她记得维修过一台“龙芯-7”量子-经典混合计算机的冷却系统。
那台机器的体积只有djs-130的一半,但算力……
温卿猛地坐起来,打开台灯,抓起纸笔。
她想起来了。
那台“龙芯-7”采用的是多核并行架构,每个核有独立的运算单元和缓存,通过高速总线互联。
内存是分层的,有快速缓存和慢速主存。
输入输出系统采用光纤通道,速度极快。
更重要的是,它的指令集经过专门优化,针对科学计算中的矩阵运算和浮点计算做了大量硬件加速。
温卿开始快速画草图。
架构图、模块划分、总线设计、内存布局……那些以为早已遗忘的知识,在强大精神力的调动下,清晰地浮现出来。
但问题接踵而至:知道设计原理是一回事,能不能造出来是另一回事。
她列出关键技术难点:
1 集成电路:“龙芯-7”用的是28纳米工艺的专用芯片,而现在国内最先进的还是微米级的晶体管,集成度差两个数量级。
2 内存技术:需要高速dra,但现在国内连像样的动态内存都造不出来。
3 工艺设备:光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备……全部依赖进口,而且被严格封锁。
4 材料:高纯度硅、特种金属、光刻胶、封装材料……几乎每一项都被卡脖子。
温卿放下笔,陷入沉思。
直接复制“龙芯-7”不现实,技术代差太大。
但也许……可以设计一种过渡方案?
她开始回溯计算机发展史。
从电子管到晶体管,从集成电路到大规模集成电路,每一步都有其技术脉络和现实约束。
如果要在现有基础上实现跨越式发展,必须找到一条符合国情的技术路径。
凌晨三点,一个新的方案在脑海中成型。
不是复制“龙芯-7”,而是设计一种“类向量机”架构——借鉴cray-1的向量处理思想,但采用更简单、更容易实现的硬件结构。
同时,针对科学计算的特点,设计专用的浮点运算单元和矩阵加速器。
她估算了一下性能:
如果设计得当,这种机器的速度可以达到djs-130的20倍以上,虽然还是不如cray-1,但已经足以解决眼前的计算困境。
更重要的是,这种设计可以大量使用国产元器件,避免被卡脖子。
温卿兴奋起来,开始详细设计。
架构设计、逻辑设计、电路设计……她发现,末世时学到的那些硬件知识,在这个时代简直就是降维打击。
但当她设计到关键的内存子系统时,又一个难题出现了:
需要大量的铜——不是普通的电解铜,而是高纯度、低氧含量的无氧铜,用于制造高速总线和连接器。
还有特种钢材,用于制造精密的机械结构和散热系统。
这些材料,国内能生产吗?
温卿突然想起一件事。
在林家村时,为了储备过冬柴火,她独自进入深山。
有一次走得特别远,来到了一片从未有人踏足的山谷。
她集中精神力探查周围环境——她“看到”了令人震惊的景象:
在山谷地下约五十米深处,有两条巨大的金属矿脉。
一条富含铜,一条富含铁。
更奇特的是,这些矿石的金属含量异常高,杂质很少,几乎不用复杂冶炼就能得到高纯度金属。
当时她没太在意——一个知青发现矿藏又能怎样?报告了也没人信,还可能惹来麻烦。
但现在……
温卿心跳加速。
如果那些矿真的存在,如果矿石质量真的如她感知的那样好,那么材料问题就解决了一大半!
她立即翻开笔记本,找到当年画的简易地图。
地图很粗糙,只有她自己能看懂:
以林家村为原点,往北三十里,进黑风岭,过断魂崖,向西进入无名山谷……
位置很偏,但应该能找得到。
第二天,温卿罕见地迟到了。
她熬了个通宵,整理出两份厚厚的方案。
上午的组会,她没讨论非平衡态模型,而是抛出了一个更震撼的提议。
“同志们,我有个想法。”温卿把第一份方案放在桌上,“关于如何突破我们的算力困境。”
她开始讲解自己设计的“曙光-1”计算机方案。
从并行架构到向量处理,从专用浮点单元到矩阵加速器,从高速总线到分层内存……
孙研究员和老王听得目瞪口呆。
他们都是搞力学的,对计算机硬件了解不多,但基本的原理还是懂的。
温卿这个方案,明显比现有的任何国产计算机都先进得多。
“这个……能实现吗?”老王小心翼翼地问。
“技术上可行。”
温卿调出设计图纸。
“我查过资料,我们虽然造不了最先进的集成电路,但中小规模集成电路已经能生产。
用这些芯片组合,完全可以实现我设计的架构。”
她指着一个关键模块:“最大的难点在内存和总线。需要大量的高纯度无氧铜和特种钢材。”
“这些材料……”孙研究员皱眉,“国内产量有限,而且优先供应重点项目。我们一个课题组,申请不到这么多。”