倍福文学

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第304章 大能聚会（第3页）

“咱们计算所的高先生，体系结构专家。”

高先生大约五十岁，方脸，浓眉，穿着灰色的中山装，袖口沾着粉笔灰。

他面前摊开一本厚厚的笔记本，上面密密麻麻记满了字。

“北大数学系的程先生，函数逼近论专家；清华数学系的徐先生，应用数学和运筹学专家；北大物理系的甘先生，固体物理；清华物理系的何先生，统计物理......”

每一位被点到名的学者都微微颔首。

他们中有年过花甲的老先生，也有三十出头的年轻研究员，但无一例外，眼神中都闪烁着那种只有沉浸在基础研究中的人才有的专注光芒。

“今天会议的主题是——”

夏先生转身，在黑板上写下几个大字：集成电路的数学原理、物理基础与体系结构方向。

“‘星河计划’不能只埋头做工艺、画版图。”

夏先生转过身，面对众人，“我们必须从根子上想清楚：我们究竟要造什么样的芯片？它要解决什么数学问题？会撞上什么物理限制？该用什么体系结构？以及——如何用数学方法来设计它？”

他顿了顿，目光扫过全场：“今天有五个核心议题。每个议题，我们都必须达成共识，形成可指导工程实践的技术路线。”

“现在，第一个议题——”

夏先生看向北大数学系的程教授，“程先生，请您开场。”

程教授站起身，他六十多岁，头发全白，但腰板挺直，声音洪亮。

“同志们，造计算机，最终是为了求解数学问题。”

他走到左边的黑板前，拿起粉笔，“在工业与国防中，最常见的是哪类问题？是微分方程、线性方程组，还是逻辑判断？”

他在黑板上写下三类问题：

微分方程（流体力学、弹道计算、反应堆中子输运）

线性方程组（结构力学、电网潮流、经济计划）

逻辑判断（自动控制、解码译码、协议处理）

“我从‘两弹一星’工程中，申请到了一份脱密后的典型算题统计。”

程教授从公文包里取出一份文件，递给旁边的助手，在墙上投影出一个计算图表。

图表显示，在过去三年的大型科学计算任务中，线性方程组求解占比42%，常微分方程数值积分占比28%，偏微分方程离散求解占比18%，其他如傅里叶变换、矩阵特征值、最优化等占比12%。

“超过70%的计算资源，用在了方程求解上。”

程教授指着图表，“这意味着什么？意味着我们的第一代芯片，必须优先支持科学计算，特别是浮点运算和矩阵运算。”

“但工业过程控制呢？”

高先生插话，“实时控制需要确定性的响应时间。一个化工厂的反应釜温度控制，要求毫秒级响应，不能等一个复杂的矩阵分解算完。”

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“这正是矛盾所在。”

程教授点头，“为科学计算设计的计算机，追求高精度和通用性，但响应时间不确定；为实时控制设计的计算机，要求在最坏情况下都能保证响应时间上限，但计算能力往往有限。”

会议室里响起了低声讨论。

数学家们倾向于支持科学计算优先，因为那是国家战略需求的核心；而来自工业一线的代表则强调实时控制的重要性。

吕辰举手发言：“程教授，高先生，我有个不成熟的想法。”

他站起来，走到黑板前：“我们能不能设计一种可配置的架构？在芯片内部，划分出不同的计算单元，有些单元专门做高精度浮点运算，优化科学计算；有些单元做定点的快速逻辑运算，优化实时控制。”

他在黑板上画了一个粗略的框图：“这些单元可以独立工作，也可以协同。当需要科学计算时，调动浮点单元；当需要实时控制时，调度逻辑单元。操作系统，或者说调度程序，根据任务类型动态分配资源。”

这个想法让在场的几位体系结构专家眼睛一亮。

高先生立刻追问：“硬件上怎么实现？代价会不会太大？”

“可以用‘指令集扩展’的思路。”

吕辰解释道，“基础指令集是精简的、确定的，保证实时性。然后通过扩展指令，增加浮点运算、向量运算等复杂功能。需要科学计算时，调用扩展指令；不需要时，这些硬件单元可以处于低功耗状态。”