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核心处理器,说穿了就是将多个处理器核心集成在同内。
光子电脑项目组掌握了老板研制光脑的思路,就是要制造一款超越现代电脑的超级计算机,确立寰宇公司在计算机、科研中的领先地位。
靠原有的思路,显然是无法满足萧强的要求。
他们思来想去,看到了公司的超级计算机系统,忽然灵光一动,决定采用多核心制造方式,集成数十颗处理器核心,在现有技术条件下,最大限度地发挥芯片的效能。
说起来,随着半导体技术的飞速发展,处理器的速度也是越来越快。
在电脑整机中,虽然处理器每秒钟可以运算数千万、上亿次,可是处理器并非单独存在的,它需要与内存交换数据,将部分计算结果暂存在内存里,才能接着不断调用暂存的计算结果,完成运算。
而处理器和内存等其他设备,都需要通过系统总线来交换数据。
但总线频率的提高可不是那么容易的。
从早期的33mhz、50 .6. 00赫、133 赫,始终处于千万次级别,极大地限制着电脑的运算速度提升。
解决这个瓶颈的方法,一个是在处理器内集成内存,将两者直接连接,用直连的方式,绕过总线的限制。另一个就是彻底改变总线传输方式,用更快的光互连。来取代缓慢地电路互连。
这两种方法中,处理器内部直连内存,早就被采用了,这种高速内存被称之为缓存。但,一来这样加大了处理器制造难度,增高成本;二来,它依然还是要通过总线和主板内存交换数据,并转到相关的硬盘存储,或是转送到显卡、声卡等各种设备。总线还是顽固地限制着电脑的速度。
这属于治标不治本的方法。
所以,最彻底的解决方法,就是将总线换掉。
光脑采用全光计算、全光信号传输、存储,可谓是将原来的电脑部件,进行了天翻地覆的全部更新。
肖劲领导的光子电脑项目组,以前就是企图一次性到位,采用所有部件全光信号制造,屡屡失败。这次他们改弦更张。承认在现代技术条件下,要实现全光技术,并不现实,从而回过头来,利用这些年已经取得的成果,从易到难,一步步替换现存电脑中,制约速度地相关部分。
四十核心处理器。是对现有芯片技术进行改进的一次尝试。
将四十个处理器核心,集成在一个芯片组内,可以有效避免数据传输的瓶颈。将芯片的效能,发挥到极致。
光子电脑项目组讨论了一年,才决定了最后的方案。研究人员集合所有人的心血,呕心沥血设计出最高效率的数据处理流水线结构,并逐条逐条设计指令集。最终画出相关电路图。
唯一的麻烦,就是四十个核心,平摊在一个硅晶片基座上。面积太大了。
他们采用分层地方法,每层制作十个核心处理器。然后在它的上方制作数据传输层,利用这些年积累的激光传输技术,通过集成电路制造手段,制造激光数据传输层。在激光数据传输层上面,再制作对应每一块处理器核心的缓存层,每一核心可以为其单独构建一个g的
这样,每一组将由核心层、激光中转层、缓存层构成。四组堆栈,构成一个完整的处理器芯片。
光互连加快了数据吞吐速度,单个处理器核心的数据传输速度,达到了惊人的每秒10t。 ,所有芯片都发挥出最大效能的时候,其峰值数据处理速度,将达到创纪录的每秒钟二十万亿次!
如果真正制造成功,一枚处理器芯片,将超过目前公司正在使用地超级计算机系统两倍,而使用效能还要高得多!
这个构思很巧妙,但要实施起来,也是困难重重。
制作完成单独一个核心、一个光电转换激光数据传输器、对应的内存堆栈都没有问题,可是要同时完成,难度大了可不止三倍。
更何况,是要在一层硅晶基座内制作十个核心,上面还有对应的两层激光数据传输、内存等一组元器件。
每个核心与对应的激光数据器、内存层,都由上亿的元器件构成,中间只要有一次操作失误,就会导致全功尽弃。
萧强在忙于构建特种试验室地时候,肖劲等人就尝试着制作过四十核心处理器。但连续报废,没有一次成功。
时常到实验室来观看进度的奥斯丁,看到他们如此浪费,心痛得脸上肌肉直跳。
萧强忙完了特种试验室的改建,转头回来光脑项目组,肖劲等人被前面地失败给吓住了,主动搁置了四十核心处理器的制造,决定采用两步走的方式,来解决这个问题。
一个,就是先制作单核心芯片,也就是内置了大容量缓存,采用光电转换激光传输的常规芯片。
即便是单核心,但完全的光电转换装饰,依然可以让混合芯片,性能提升到以前的十倍以上。如果和其他设备的连接也全部采用光互连,但枚芯片的速度,也有可能达到可以让研究人员积累技术,为下一步制作更多核心处理器打好基础。
另一个,就是放弃光电转换层,使用基于常规技术的多核心处理器。而将光电激光转换器,运用于处理器与内存等其他设备之间的数据传输,代替以前的总线结构。
萧强想也不想,就拍板定案:先制作单核心,并将处理器内。整合进与外设之间的激光数据传输器。
只有减少处理器与光电转换器之间地连线,才能最大效率地发挥光互连的能力。
这个难度,又比项目组提出的方案,要难了许多。
可这又是必要的。
现在的技术极限,估计只能做到芯片与其他设备之间光互连,但未来毕竟还是要朝光处理器方向发展。与其到时候再来临时抱佛脚,还不如早早积累相关的操作经验,为后续研究做准备。
项目组硬着头皮,花了五十多天。才制作出一块粗略符合要求的组合激光转换器的处理器。
为了这一块处理器,出现的废品不计其数,但也通过仪器、特别制作地数据收集外套,采集到了海量的实验数据。
由于采用了各种数据适时记录软件,再加上从试验人员电子感应装置上收集到的数据,超级计算机几乎是适时地将所有的实验步骤,都转化为3d实验
萧强指示暂停芯片只做,对所有的数据进行严格分析。
项目小组软件人员根据这些3d图像。结合不同时段试验数据,将其制作过程分解成上万个环节。每个制作环节的环境数据变化,都进行了反复的比对分析,总后总结出最优化的一组,采用替换地方式,将其整合成一套完整的操作流程系统,输入给特种试验室的机器人。
经过一年多来的使用,试验机器人的性能不断提升。
软件人员将驱动程序和主动判断程序。作了无数次更新、修改,让机器人在严格遵循基本数据要件的基础上,有了更多的主动干预能力。能够在仪器,对实验对象采集的各种主要测试数据,达到一个相对最优条件时,自动进入下一环节地操作,改变了因为机器人死板的操作。造成实验失败。
另外,软件人员为机器人增加了学习机制,可以在重复操作中。掌握各种数据的变化规律。
之后,再根据这个规律,依据事先输入地操作最佳条件,采取主动操作,从而保证每一个操作步骤,都是在相对最佳数据环境下实施,提高了成功率。
项目组成员针对每一个环节,都产生了激烈的争论,并提出自己的修改意见。
这个特种试验室,机器人操作程序征求了所有人的意见,再三修改,终于在两个月后确认完成。
在将这套程序输入机器人,第一次实际操作,就给了项目组所有成员一个出人意料的惊喜:十五个实验机器人组成地制作流水线,在同一块 晶片上制作的一百块特制处理器,一共成功了六十三片,成功率达到了惊人的百分之六十三!
这样高地良品率,是人工操控所无法比拟的超高品质!
当然,单核心光互连处理器并不具有实用效果,这只表示,大家终于具有了进入下一步试验的基本资格。
立刻,项目组就决定进行双核心芯片的制作,为以后制作八核心、三十二核心处理器作准备。
可是萧强一句话,就让项目组所有脑袋嗡地一下懵了:直接上四十核心!
在单核心上的成功率都没有达到百分之百的情况下,就上四十核心,即便采用分布制作的方式,并不断改进制作工艺,由特种试验室生产,这个成功率,也低得让人头皮发麻,还不知道要经过几万次制作,才能出现一块合格的产品!
每个人都讲述自己的理由,认为不应该急于求成,还是循序渐进的好,但萧强不为所动,强行要求直接上四十核心。
失败,失败,失败……
一次次的失败,连项目组成员都感到绝望,但萧强还是毫不气馁,坚持如一。
报废的硅晶片一堆一摞,但要不了几天,萧强就会把这些东西清理走,然后又给他们送来新的。而且每一片,品质都极其之高。
项目组的科研人员一部分在继续分析操作数据,修改其中的步骤,提高成功率。其他的研究人员,也在制作与处理器相连的其他设备。
所有的计算机相关部件,能够整合的都集成到一块芯片上,尽量减少电路连接造成的性能下降。
每一块芯片。都要集成入与处理器交换数据地光电转换器,其困难程度,并不比制造第一块光电混合芯片,轻松多少。
这个时候,萧强提供给自动化部门的实验室专用机器人,已经达到两百多台,改建成功的特种试验室,也有十几间。
他做主,又将其中的两间拨给了光子电脑项目组专用。让其他的研究人员都在大叫老板偏心。
数万次的失败,让所有的项目组成员,都陷入了深深的绝望。到后来,连绝望都没有了,只剩下麻木……
转眼,又要一年。
这一天,萧强又例行来到光子电脑项目组,察看芯片组的研制进度。
这一年来。芯片组地成功率在龟速提升,从一开始只有二十四个核心制作成功,一个核心一个核心的缓慢增加。平均每五月,成功率可以提高一个核心左右。
要不是操作都是由特种试验室机器人进行,恐怕一般的科技人员,早就神经崩溃了。
到上个月,整个芯片组的制作完备的芯片,已经达到了二十六个。而成功。还遥遥无期,看不到尽头。
他还没有踏进项目组的办公室,就听到里面传来阵阵痛哭之声。
他心头一惊。一把推开大门,就看到里面,许多的研究人员满脸泪痕,犹自痛哭流涕。肖劲木然地坐在他的座位上,脸上没有一点表情。就如同一个蜡人。几个总工程师,对坐在一起,手拉着手。嘴唇颤抖,相对流泪,却一句话也说不出来。
“出什么事了?”萧强地心口一紧,在门口就大声问道。
难道是实验彻底失败,还是……还是实验数据丢失?
那些正在哭泣的人,抬头看到他的出现,忽然都放声大哭,那几个总工,也同样眼泪纵横,大放悲声。
萧强一个箭步,冲到肖劲的面前,用力摇晃着他的肩膀,问道:“究竟出了什么事情?你们这是怎么了?”
肖劲被他一阵猛摇,迷蒙的眼睛里才有了一点生气。
他看到了萧强,忽然,泪水夺眶而出,咧开嘴,像个孩子似地哭了起来:“萧……萧总,芯片……实验室说……,处理器芯片……”
萧强的心透凉,颓然坐在他对面的椅子上,很久都没有说话。
他地所有心血,都寄托在光子电脑上,有了光脑的辅助,寰宇公司才能将所有的对手远远抛开,领先他们一步、两步,乃至将与对手之间地差距,拉大到十年二十年,让他们永远也追赶不上。
现在看来,前面的所有付出,都付诸东流。
一切,又要从头开始。
他动了动脖子,感到骨头发出咯咯的声响,身体僵硬异常。
房间里,有的人在痛哭,有的人在默默流泪,他对面地肖劲,似乎也陷入了癫狂的地步,时哭时笑,不知道是在干什么。
萧强努力站起来,用力拍着肖劲的脸,嘶哑着嗓子说道:“镇定!镇定!失败了没什么,我们再来!我将永远支持你们,要钱,我给你们弄钱,要人,我们在从其他部门抽人,要技术,老子就失去偷去抢,也给你们弄回来!现在,你给我打起精神来!今天就不工作了,所有地人都回去休息,这几年辛苦大家了,我放你们假!”
项目组总技术
欧宏博忽地一下站起来,大声吼道:“为什么要放假我们终于做出来一块四十核心的处理器,应该马上加快进度,立刻组装测试,不能放假,绝对不能放假!”
他说完,脚一顿,就往外奔去。
萧强只感到眼前一黑,忽然所有的血液,都似乎用上了头顶,耳朵里,回荡着一句话:“……做出来一块四十核心的处理器……”
成功了?
他一屁股跌坐回椅子里,就像肖劲刚才那样,也是不言不笑,呆若木鸡。
从大悲,到大喜,他有些难以适应。
也许只过了一会儿,也许是过了很久,萧强忽然被人一阵猛力摇晃,从迷茫里清醒过来。眼前,是肖劲,正一脸担心地看着他。
萧强茫然地看了他一眼,忽然一下反应过来。从椅子跳了起来,大叫一声:“芯片成功了!”
这个时候,办公室的所有人都从狂喜中清醒过来了。刚才,他们在乍然听到偶然制作成功一块芯片地时候,几年来的悲喜压抑都一下爆发出来,满腔喜悦,全都被多年的艰辛所替代,以至于悲喜交集,痛哭失声。
现在。将心头所有的情绪都抒发完毕,研究人员们才逐渐平静下来。只是,他们笑得还是不太自然,脸上的神情,既像是在笑,又像是在哭,悲喜两种情绪,都表露在他们的脸上。
萧强一清醒过来。就再也顾不得其他人,快步蹿出去,直奔特种试验室。
繁琐的清洗、去除尘埃,他心急火燎,每一秒钟,都对他是个煎熬。
好容易等到除尘完毕,萧强一把抓起一件防尘服,一边手忙脚乱往身上套。一边大步流星往实验室里奔去。
在特种试验室旁边的检测间,欧宏博等几个首先恢复镇定的科学家,正在讨论如何对这块来之不易地处理器。进行各种测试试验。
这个处理器,真是来得太艰难了!
由于它的集成度异乎寻常的高,其中又采用了许多新研发的光电技术,制作成功这么一块,几乎就要了所有人的老命!
就这么一块。它的成功都具有极大的偶然性。
万一要是被弄坏了,下一块还不知道要在多少年后,才能制作出来。
萧强一眼就看到了被小心放在一个特制玻璃盒内的处理器。这还只是一块裸芯片,没有经过最后地封装。
“就是这一块?”
欧宏博等人笑得比哭还难看,咧着嘴道:“就是这一块!我们等得太久了!刚才特种试验室机器人检测通过,通过自动传送代送到这里……萧总,萧总你要干什么!把东西放下,萧强你个混蛋,我们总共只有这一块啊!”
萧强没有听完他的唠叨,抓起玻璃盒,转身就出了检测间。在欧宏博等人嘴里大骂着追出来前,冲进了尽头,那间临时堆放报废处理器的房间,砰一声关上了门。
房门关上,眼前一片漆黑。
特种试验室的机器人,在对制作出来的处理器进行检验后,合格的成品会被装进特制的玻璃盒,用传送带送到检测间。而报废的部件,则会由传送带,送到这里暂时堆放。
漆黑地房间里,传送机件发出均匀的嗡嗡声,不时听到哗啦一声响,又有一块报废的处理器,被传送带倒进了房间。
萧强在关上门地那一刻,就把装有处理器的玻璃盒,收进了神秘空间。
他勉强凝聚精神,察看到芯片确实被收进了神秘空间,心情一放松,顿时感到身上所有的力气都不翼而飞,脚一软,跌坐在地上。
直到这个时候,他才双手抱头,任由眼泪夺眶而出,顺着脸颊流下来,将前胸衣领,全都打湿。
太不容易了,全体项目组成员,辛苦了几年,才制作出这么一块合格的四十核心光电混合处理器,就这一块芯片,就堪比钻石还要珍贵啊!
虽然这还不是全光芯片,但这已经是在现在技术下,能够达到的巅峰之作!
就这,都还要碰运气,别说大规模制作,就是在重复制作另一块,都不知道要花多少年,才能成功!
门外,响起猛烈地敲击声,显然是外面的欧宏博等人在大力敲击。
先还是有节制的敲击,到后来,从声音判断,他们差不多是在用脚踢、用身体撞、用东西砸了。
萧强缓了缓情绪,身上还是酸软无力。
他就坐在地上,又过了很久,才集中起精神,发动异能。白光落在那一堆报废地处理器上,无数的元素被吸收进来,在空中重组。
一个冰凉的玻璃盒,出现在他手上。
他将玻璃盒放在安全的地方,靠在门框边,打开了储藏间的房门。
外面冲撞的人没料到他突然打开了门,几个人一下冲了进来,萧强拦在前面,将几个人抱住,但自己却被这股冲力,撞得一屁股,坐回到地上。
“盒子!芯片!芯片在哪里?”几个科学家顾不得这许多,揪着他衣领大声喊叫。
他们被萧强的举动给吓坏了。也气坏了,这块芯片,是全部项目组研究人员,数年来地心血凝结,比他们的生命还要宝贵。这个时候,哪里还管他是公司的老板还是谁,只管追问芯片的下落。
每秒钟二十万亿次运算速度的处理器,要是丢了、坏了,他们恐怕连杀人的举动。都会做出来。
萧强绕过他们,拿起了玻璃盒,递到他们面前,准备解释。
几个总工看到芯片,比看到万吨黄金还让他们欣喜若狂,一把将玻璃盒从他手中抢走,转身就走,哪里还给他解释的时间。
一边走。他们一边还在争论,应该采用什么封装方式。
等到第二天,萧强将十块芯片交给他们的时候,整个项目小组都差不多炸开了。
所有人只感到耳膜嗡嗡作响,连东南西北都分不清了。当天走路撞在墙上的人,就超过了十位数。至于误进女厕所地、走路跌跤的、魂不守舍的人数,那就更多了。
一切工作结束,对处理器进行最后的测试。当时负责将处理器,送进测试仪器的欧宏博,手都在抖。连续送了十几次,才将处理器放置到位。
二十六点一万亿次!
每一个人都被这个数据镇得缓不过神来,好几个科学家,要在旁人的帮助下,吞下捏在手里的极效救心丸。即便这样,还有一个研究员,因为兴奋过度被紧急送往医院抢救。
萧强不得不强令。全体研究
假一个星期,让所有人的情绪,都有一个适应地过程
他实在害怕,要是后续试验取得空前成功,这些研究人员会不会就这样“含笑而去”。他请来了医生对所有的人进行检查,舒缓他们的心情,以保证研究不会因为人员出现意外而中断。
但很快他就后悔了,因为每天赶往实验室,和守门的安保队员大吵大闹的研究人员成群结队。他们都急于将处理器安装到位,组合成一套完整的计算机系统,测试其实际使用效果。
安保队员严格遵守了萧强的指令,对他们满面堆笑,但坚决不放他们进去。
那些研究人员又转过头来,天天到萧强的办公室又是哀求,又是讲道理,要不就威胁,总之,要萧强让他们马上展开后续试验。
萧强地心情比他们还着急,但也强忍着,直到一个星期过去,看看再不开放实验室,这些老头子会把公司给炸了,才重开实验室。
主板其实早就做好了。
它和普通的主板完全迥异,没有复杂的电路,只是一个固定各个部件地基板。上面最多的,是一个个光电转换装置,分别连接着各个设备。
处理器安装完毕,测量仪器检查其他部件的连接位置是否正确。
前来参观的,并不只有项目组的研究人员。其他部门也来了不少人,将实验室里,挤得水泄不通,每个人都摒住呼吸,连大气也不敢喘。
萧强打开了主机电源。
刷!
一道道激光出现在众人眼前,从处理器上射出来地激光,代替了以前的线路,直接射到光电转发装置上面。
这些光电转发装置,又将光线分解,投射到内存等各个设备连接光电转换接收器上。
这台电脑的其他外设,也全部是专门设计,由光电转换装置,用激光和其他设备交换数据。
像内存,采用了公司地最新技术,特制的高速芯片;硬盘还是采用和超级计算机系统同样的方式,以内存构建的阵列,外接电源保持数据不致丢失。
激光一闪一灭,数据在各个激光接收装置之间,以一秒钟数十万次的超高速度,传递着,构成一道道纵横交错的光网。
不计其数的激光,形成了一个令人眩目的奇观。
在一刹那间,萧强真的不知自己身在何处。恍惚里,他似乎身处在未来时代,而不是在二千年的中国。
虽然光电混合电脑依照的还是现行的计算机架构,但各个部件之间的驱动程序,都必须重新编写。
光电混合电脑的速度快得让人头晕目眩,用光驱作为启动,只要光驱的读取速度有多块,程序的运行就有多块。参与测试的研究人员,包括仪器在内,都没有感到有一点点的延迟。
这套系统是软件部门以现在的超级计算机系统为蓝本,为这套系统专门设计的版本。
十几年来,研究人员一直在改进分布式处理程序,以最大限度地发挥各个处理器的效能。对于如何发挥多处理器协同运算,软件部门已经有了丰富的经验,这套软件,也是针对这个光电混合电脑,作了最大程度的优化。
测试软件安装完毕,测试正式开始。
几个小时的测试过程中,没有人离开,也没有人说话走动,每个人都痴迷地看着那一道道由激光所构成的光网,那带着神秘而又梦幻般的光路转换。
其实结果已经出来了,测试的数据,早就显示在屏幕上。
只是大家都不敢相信,因为毕竟峰值数据和稳定运行的数据并不一致。尤其是在多处理器服务器上,通常的运行效率,很多时候只有峰值速度的百分之三十,到百分之六十。
公司现在正在使用的超级计算机系统,虽然峰值速度为十万亿次,但其平均稳定运行速度,只能达到百分之六十!
但十几分钟过去了,一个小时过去了,两个小时过去了……
六个小时以后,萧强站了起来,用他也压不住的激动,颤抖着说道:“第一台光电混合电脑,于两千年十一月,正式在寰宇公司实验室诞生!这台光电混合电脑采用了四十核心,及其它我们最新的光电技术,其峰值运算速度,达到了二十六万亿次!取得了和预想中同样的效率!而更加令人振奋的,是它的利用效率,平均达到了百分之八十九,这表示,这台光电混合超级电脑,可以平稳运行在二十三万亿次下,超过我们的超级计算机系统四倍!”
掌声响彻了整个实验室,每一个人都在用力鼓掌,他们的表情激动万分。
二十三万亿次,多么了不起的速度!不计其数的超级计算机,也达不到它的运算速度!
而这,只是单机的结果!
寰宇公司,再一次走到了全世界科研单位的前面。由几百片、上千片这种处理器构建的超级计算机,将有史以来,让人类的运算速度,第一次超越千万亿次,完美模拟核爆、燃烧、基因分析、飞行器设计等复杂运算,并有可能更加精确地测算天气运行,为科学研究,插上一对翅膀!
萧强看着这第一台真正可以投入实际使用的光电混合电脑,心潮澎湃。
这些天,他还有些患得患失,害怕一朝醒来,这一切只不过是一场梦境。现在,实物就摆在面前,测试数据也明明白白,可他,还有一种不真实感。
他眼帘间微微的雾气,更是让这一切,犹如梦幻一般。
虽然距离完全的光脑,还有很长的路要走,但他终于可以向全世界宣布,我们寰宇公司,将必然成为第一个解决这个难题的研发部门!
只要将这种光电芯片构建的超级计算机投入运行,寰宇公司引领全球科技,啸傲天下,也只是时间问题!
攀登科技巅峰,舍我其谁!
十年,只要十年时间,我将把所有的其他公司,全部踏在脚下,让他们只能用仰望的方式,来面对于我!
我要让中国的科技,超越一切,成为不可战胜的神话!
我要让未来,变成现实中的乌托邦,让人类的脚步,不再局限于这个狭小的星球,踏上茫茫星海,成为全宇宙的征服者!
以前,这可能要一辈子,也不一定实现,但未来,只要有十年,我们就将进入一个新的时代!曙光,已经出现……