算法优化的同时,硬件改进也在同步进行。
“曙光-1”样机的成功,证明了温卿架构设计的先进性。
基地决定立即启动“曙光-2”的研制,目标很明确:
性能再提升五倍,达到每秒四千万次浮点运算。
温卿担任“曙光-2”的总设计师。
这次,她可以更大胆地引入先进概念。
“第一,采用更快的时钟频率。”在“曙光-2”的第一次设计会上,温卿提出,“‘曙光-1’的主频是5hz,‘曙光-2’要做到10hz。”
电路组长老张皱眉:“频率翻倍,功耗和散热都是大问题。现在的电源和冷却系统已经到极限了。”
“所以要重新设计电源和散热。”
温卿调出新的设计方案,“采用分布式开关电源,效率能达到85以上。散热用强制风冷加局部水冷,关键部件单独冷却。”
“第二,内存扩容。”“曙光-1”的512kb内存是最大瓶颈,“‘曙光-2’要做到2b,而且速度要快一倍。”
存储组长老李摇头:“2b的存储器,体积会非常大,而且现在的存储芯片速度跟不上。”
“不用传统的磁芯存储器。”温卿拿出新技术方案,“用半导体存储器。我研究过国外的资料,动态ra技术已经成熟。我们虽然造不出最先进的16k dra,但4k的应该可以。”
她展示了一张手绘的dra原理图:“这种存储器密度高、速度快、功耗低。虽然技术难度大,但必须攻克。”
“第三,向量化扩展。”这是温卿最看重的改进。
“增加简单的向量指令,能同时处理多个数据。不需要像cray-1那样完整的向量处理单元,只要基本的向量加载、存储、加减乘除就行。”
这个提议遭到了最多质疑。
“向量处理的概念我们懂,但硬件实现太复杂了。”架构组长老王说,“而且软件怎么支持?要重新设计编译器。”
“软件我来解决。”温卿态度坚决。
“向量化对科学计算的加速效果是革命性的。一个向量指令能完成传统循环几十次的操作。就算实现最简单的向量功能,性能也能提升两三倍。”
她说服了所有人。
不,不完全是说服——她是用详尽的方案设计和性能预估,让质疑者看到了可行性。
“曙光-2”的设计工作全面展开。
温卿同时领导算法优化和硬件设计两个团队,每天工作十八个小时以上。
她开始更加频繁地使用“思维超频”状态。
在讨论关键问题时,她能同时思考多个技术方案,快速评估优劣;
在设计复杂电路时,她能在脑海中模拟电流走向和信号延迟;
在优化算法时,她能直观地“看到”数据在内存中的流动和计算过程。
这种能力带来了惊人的效率。
但代价是巨大的精神负荷。
温卿开始出现头痛、失眠、甚至短暂的眩晕,这种创伤是连灵泉水都无法及时修复的。
林烨发现了她的异常。
“你必须休息。”
一天晚上,林烨在计算机房找到温卿,她正盯着屏幕上的电路图,眼睛布满血丝。
“这个时序问题还没解决……”温卿揉着太阳穴。
“明天再解决。”林烨罕见地强硬,“你现在跟我回去睡觉。这是命令。”
温卿抬头看他:“你又不是我领导……”
“我是你同志。”林烨拉起她。
“也是你未来的战友。‘铸剑’项目组在等着你的计算机呢。你要是累倒了,我们怎么办?”
这话打动了温卿。
她放下图纸,跟着林烨走出机房。
深夜的基地很安静,只有警卫巡逻的脚步声。走在回宿舍的路上,温卿突然说:
“林烨,我有时候觉得……我像是站在两个时代的交界处。”
“什么意思?”
“我知道很多未来的技术方向,知道什么是对的,什么是错的。但现实的条件限制太多,每一步都走得很难。”
温卿的声音很疲惫。
“就像我知道向量计算机是未来,但我们现在只能做最简单的向量扩展。
我知道半导体存储器会取代磁芯,但我们的工艺水平差得太远。”
林烨沉默了一会儿:
“但你已经在改变了。‘曙光-1’比djs-130快23倍,这已经是飞跃。
等算法优化完成,实际性能可能接近国外水平。等‘曙光-2’出来,差距会更小。”
“还不够。”温卿摇头。
“我们的目标是追赶和超越,不是缩小差距。”
“饭要一口一口吃。”
林烨停下脚步,看着她。
“温卿,你已经做得比任何人都好了。但你不是神,你不能一个人扛起整个国家的计算机事业。”
温卿苦笑:“我知道。但时间不等人。美丽国人不会等我们慢慢追赶。”
“所以他们更需要一个健康、清醒的你。”林烨认真地说。
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“从明天起,你必须保证每天睡六小时。我会监督你。”
温卿还想说什么,但看到林烨坚定的眼神,话到嘴边又咽了回去。
“好。”她最终点头。
三个月后,算法优化取得决定性突破。
在温卿的带领下,团队完成了完整的基础数学库和线性代数库。
针对非平衡态模型的计算程序,经过算法优化和向量化改造后,在“曙光-1”上的运行速度,达到了最初版本的六十倍。
这意味着,原来需要算半年的任务,现在三天就能完成。
更让人振奋的是,团队开发的多重网格法求解器,在求解大型偏微分方程时,效率比传统方法高出两个数量级。
“这个性能,已经接近国外先进水平了。”
周若兰拿着测试报告,手在发抖,“温卿,我们做到了!”
温卿看着屏幕上飞速滚动的计算结果,心中涌起复杂的情绪。
欣慰、自豪,但更多的是紧迫感——她知道,这只是开始。
“曙光-2”的硬件设计也在同步推进。
在温卿“思维超频”能力的帮助下,团队攻克了一个又一个技术难关:
高频时钟的稳定性问题、dra存储器的刷新电路设计、向量单元的流水线调度……
样机组装的那天,整个基地的领导都来了。
钱老站在组装车间门口,看着技术人员小心翼翼地安装最后一块电路板。
“小温,有信心吗?”钱老问。
“有。”温卿回答得简短有力。
通电,开机。