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第476章 星河的基石

2026-03-21作者:做夢都不放過

北京的春天,風沙伴著楊絮,漫天飛舞。

4月28日一早,呂辰騎著車往中科院計算所趕,今天是星河計劃的全體會議。

車輪碾過,發出輕微的沙沙聲。

他把車騎得飛快,趕到計算所的時候,已經八點半。

把車停好,掏出證件遞給衛兵檢查,進入計算所方正、敦實的主樓,順著走廊往裡走。

會議室在二樓,推開門的一瞬,他心裡微微一驚。

百十平米的房間塞得滿滿當當,長條桌擺成回字形,桌邊坐著的人一個挨一個,後面靠牆還站著一排。

桌上攤著圖紙、筆記本、搪瓷缸子,煙霧繚繞,像一鍋燒開的水。

紅星所積體電路實驗室的人坐在回字形靠裡的位置。

宋顏教授面前放著一個木盒子,盒子裡碼著一摞圖紙,謝凱坐在他後面,正低頭翻著甚麼。

呂辰來到謝凱旁邊坐下。

環視一圈,主席臺只有一排,中間坐著首長,老神在在地靠在椅子上,手裡轉著一支菸,左右坐著劉星海教授、錢先生、王先生、夏先生等人。

其他三面,理論組、材料組、化學組、機械組、光刻組、儲存組……,二十七個水牌一個不少,各組代表全部到齊。

每個人都坐得筆直,面前放著一個軍綠色的資料夾。

除了這些水牌,還有第五、第六研究院、第二十一訓練基地、衛星院的水牌。

後排坐著些穿軍裝的人,肩章上星星槓槓各不相同。

呂辰剛坐下不久,劉星海教授就開始敲桌子。

劉教授今天穿得正式,深灰色的中山裝,釦子扣得整整齊齊。

他等會議室安靜下來,拿出一個黑色的硬皮本,直接翻開。

“星河計劃第三次全體會議,現在開始。”

他頓了頓,目光掃過在場的每一個人。

“借百工聯席會議的時機,把大家留下來,一起開展崑崙工程的全系統技術協調與瓶頸攻堅。崑崙工程立項,到現在一年整。一年時間,各組都有進展,也都有問題。今天不唱讚歌,只談困難。一個一個組過,把家底盤清楚,把問題擺出來,然後想辦法。”

他合上本子,看向宋顏:“設計組,先說。”

宋顏站起來,開啟木盒子,拿出一摞圖紙,一張一張攤開在桌上。

“崑崙工程核心晶片組的設計進度,我彙報一下。”

他展示了一張簡單的架構圖,一個主控制核心,旁邊連著七個方塊,方塊下面密密麻麻的線條。

“總體方案已經凍結。控制核心,代號KL-01,採用上次會議確定的‘雙核心’冗餘架構。一個主計算核,一個輔容錯核。”

他指著紙上的那兩個方塊。

“主核負責取指令、譯碼、發射。輔核負責指令預取和結果校驗。兩個核跑同樣的指令流,輔核的結果和主核比對,不一致就觸發中斷,重新執行。”

“設計團隊正在用標準單元庫繪製微程式控制器的邏輯圖。目前完成了百分之七十。最大的難點在於:怎麼讓輔核在不拖慢主核的前提下,完成指令預取和校驗。”

理論組的陳教授舉手:“預取和校驗,理論上會有延遲,這個延遲怎麼處理?”

宋顏點點頭:“我們做了兩級緩衝。主核取指令的時候,輔核同時從指令快取裡預取下一條。主核執行的時候,輔核校驗上一條。流水作業,理論上能把延遲消化掉。”

陳教授追問:“如果校驗發現錯誤呢?已經執行完了。”

“觸發中斷,回滾。”宋顏說,“回滾到上一個校驗點。這需要硬體支援,我們在微程式裡設計了三個儲存點。代價是晶片面積增加了15%。”

陳教授點點頭,沒再問。

宋顏繼續往下講:“運算核心兩組,每組從KL-PE1到KL-PE7,七塊並行運算板的核心晶片。支援單指令多資料的向量操作。”

他指著紙上的那七個方塊:“設計組正在攻克加法器、乘法器的流水線並行難題。目前的進度是,定點運算部分已經完成邏輯設計。16位,加減乘除都能跑。”

他頓了頓,語氣低下來:“浮點運算單元被暫時擱置了。”

“原因很簡單:電晶體數量不夠。一個浮點單元需要的閘電路,是定點運算的三倍。我們的五微米工藝,做不出來。硬做,晶片面積太大,良率沒法保證。”

“所以現在的方案是:硬體只做定點,浮點運算用軟體模擬。”

他放下圖紙:“因此我建議,由理論組牽頭,編一個浮點運運算元程式庫。機器跑浮點的時候,調子程式,用整數運算拼出來。”

夏先生提問:“軟體模擬浮點,速度能跟上嗎?”

宋顏很坦白:“跟不上。慢一個數量級。但至少能讓機器算浮點。等下一代兩微米工藝出來,浮點單元就可以硬體化了。”

夏先生點點頭,沒再問。

宋顏又拿起一沓圖紙,舉起來讓臺下的人看。

“這是運算板的邏輯圖。一塊板子上,有四十到六十塊不同功能的晶片。累加器、乘法器、暫存器堆、資料選擇器、地址譯碼器……拼在一起,才能組成一個運算核心。”

他把圖紙放下,聲音沉下來:“這就是我們現在面臨的最大困難——規模爆炸。”

他開始算賬:“紅星二號,用了四塊晶片。崑崙機,要用上千塊。從幾十塊到上千塊,不是簡單的數量增加,是複雜度的幾何級數上升。”

他頓了頓,環顧四周,目光從一張張臉上掃過:“標準單元庫剛建立不久,自動佈局佈線還在理論階段。我們現在畫版圖,主要還是靠手。一個人畫一塊晶片,四十到六十個單元,畫一個月。”

他伸出手指,在空氣中點了點:“一千塊晶片,那就意味著,八百三十三個人,不吃不喝,畫上整整一個月。而且,這還不能畫錯一筆。”

臺下有人輕輕吸了口氣。

宋顏繼續說:“電路模擬也跟不上。現在只能跑幾個簡單的輸入組合,驗證基本功能。複雜工況下的可靠性,電壓波動、溫度變化、訊號串擾,沒法模擬。只能靠流片,測試,改版。流一次片,兩個月。改一次版,一個月。這個迴圈,太慢了。”

他把圖紙放下:“設計組的彙報就這些。”

劉星海點點頭,看向理論組的方向。

陳教授站起來,說話乾脆,沒有多餘的字:“理論組彙報,崑崙向量計算機的指令集系統,初步定稿了。”

他展開細說:“基於雙核心的構想,我們建立了冗餘校驗與資料預取的數學模型。理論上,只要輔核的速度不低於主核的百分之八十,校驗延遲就能被流水作業消化。”

他從公文包裡拿出一本冊子,厚厚的一沓,藍皮,上面印著幾個字:《崑崙機邏輯設計原理手冊》。

他把冊子舉起來:“這是理論組一年的成果。把單指令多資料的架構,細化為可操作的邏輯閘級描述。設計組畫圖的時候,遇到不確定的地方,翻這本手冊,就能找到答案。”

他把冊子放在桌上,又拿出一張紙。

“還有一個問題——主核與輔核之間的資料競爭,理論上解決了。”他指著那張紙上的公式,“我們定義了一套握手機制,保證兩個核在同一時刻不會同時寫同一個暫存器。代價是犧牲了一點速度,但保證了正確性。”

眾人聽得頻頻點頭。

陳教授彙報完,化學組彙報。

有機所的鄭教授站起來,他說話慢條斯理,但內容紮實。

“段教授有事不能參會,委託我代表化學組彙報。上海試劑總廠聯合感光所,已研發出環化橡膠-雙疊氮體系負性光刻膠。實驗室資料,解析度達到兩微米。”

臺下有人輕輕吸了一口氣。

鄭教授點點頭,確認這個數字的真實性,聲音提高了一些:“進口膠的依賴問題,解決了。”

他頓了頓,又說:“超純試劑也有進展。氫氟酸、硝酸緩衝液,完成金氧半導體級製備。金屬離子含量控制在十ppb以下。電子級丙酮、乙醇,也跑通了工藝。”

包康建教授代表機械組彙報,他直接宣佈兩個重大成果:“精密傳動方面,磁懸浮分子泵原型機交付了。用在光刻機真空系統上,抽速達標,振動在允許範圍內。”

“第二代光刻機的工作臺,正在整合高頻脈衝電機和壓電陶瓷微位移器。實驗室資料,有望實現零點一微米級的步進精度。”

零點一微米。呂辰在心裡默默唸了一遍這個數字——這可是硬碰硬磕出來的。兩微米工藝,穩了。

陳光遠代表光刻組發言,他開門見山:“6305廠良率穩定在35%以上。目前正在進行GCA-201CGS的工件臺升級,實現自動定位和曝光。一個月內可改造完成,良率有望突破70%,產能翻10倍。”

他頓了頓:“第二代光刻機,選擇掃描式投影光刻方案。鏡組設計完成了,長春光機所那邊,已經在磨鏡頭。難點是深紫外光源的穩流電源。”

王先生接過話:“光遠說的不錯。我補充一下:深紫外光源的汞燈需要極其穩定的電流。電流波動一毫安,光強就漂移,曝光量就不準。我們試了三種方案,目前最好的,是西軍電幫忙設計的恆流源,穩流精度千分之一。”

儲存組的代表是生面孔,一個戴眼鏡的中年人。

他說話帶著點南方口音:“二維卡系統讀卡機,已經從樣機升級為工業化標準機型。誤位元速率降到十的負六次方。崑崙機將採用它作為程式輸入介質。”

他頓了頓,語氣變得凝重:“針對崑崙機所需的高速暫存,我們認為,探索磁芯儲存器的微型化已無意義。不在於技術突破難度,主要在於:磁芯繞不開手工穿線工藝。”

他拿出兩本筆記本,翻開一本:“未來的計算機,必定是高度依賴儲存的。各種控制資料、微程式,甚至有一天,如果我們利用標準單元庫輔助設計電路,那麼它的管理程式將是超大體量。更不用說全國戶籍資料、銀行資料這樣的大資料管理……”

他抬起頭,看著眾人:“一個熟練工人,一天能穿二十個磁芯。一個像樣的儲存器,需要多少?幾千個?幾萬個?那得多少人?”

會議室裡安靜下來。

呂辰能想象那個場景,放大鏡,鑷子,頭髮絲一樣細的銅線,一個一個穿過那個小小的磁環。

後世那些快取記憶體,任何一塊拿出來,靠手工穿線,不知道穿到猴年馬月。

儲存組的代表繼續道:“因此我們建議:採用積體電路實現崑崙機所需的高速暫存。”

他翻開另一個本子:“外圍的大容量儲存介質,我們結合磁帶儲存和高速磁碟儲存。磁帶技術基本拿來能用,但只能順序讀取,呼叫麻煩。因此加上高速磁碟儲存,磁帶裡面的資料讀取出來,存在磁碟裡,給高速暫存呼叫、計算。目前正全力攻關磁頭技術。”

接下來是計量與時鐘組。

秦世襄展示了一個煙盒大小的東西——銀白色的金屬外殼,上面接著幾根線。

“光柵尺,兩百五十毫米量程,解析度穩定在一點五微米。”他把那個東西放下,又從兜裡掏出一個更小的東西,“時鐘源,恆溫晶體振盪器。頻率穩定度,正負五ppm。”

他看著眾人:“崑崙機的心跳,定了。”

ppm,百萬分之一。正負五ppm,意味著一天的時間誤差,不超過零點四秒。

其他組一一彙報。

輸入輸出組、電力組、顯示組、電鏡組、總成與應用組……

每一個組都拿出了自己的成果,每一個組也都面臨著各自的困難。

彙報聲此起彼伏,像一條條河流匯入大海。

有人翻開筆記本,有人指著圖紙,有人走到黑板前寫下公式。

會議室裡的煙霧越來越濃,搪瓷缸裡的水續了一輪又一輪。

所有組彙報完,會議室裡安靜了幾秒。

劉星海環顧了一圈,開口:“困難呢?都說完了?那就把困難也擺一擺。”

宋顏又站起來。

“核心元器件的良率,上不去。”他說得很直接,“五微米工藝雖然跑通了,但良率一直不穩定。主要失效模式是兩種:柵氧化層擊穿,鋁線短路。”

他頓了頓:“這意味著,崑崙機需要的上千塊晶片,可能連十分之一都湊不齊。”

臺下有人輕輕嘆了口氣。

劉星海問:“根本原因是甚麼?”

陳光遠介面道:“工藝視窗太窄。光刻機套刻精度漂移,氧化爐溫場不均,關鍵環節依賴人工。同一個設計,這一批做出來能用,下一批做出來可能就是廢的。”

武水院的程教授站起來:“崑崙機預計使用上萬塊積體電路。即便每塊功耗只有一百毫瓦,總功耗也超過一千瓦。如果用電子管、電晶體混合方案,功耗翻十倍。”

他拿出一張機櫃示意圖,標出熱源分佈:“目前的機櫃風冷方案,解決不了區域性熱點。晶片密集的地方,溫度能到八十度。這個溫度下,晶片的壽命會大幅縮短。”

他頓了頓,聲音低沉:“散熱不解決,崑崙機跑不起來。”

陳教授又站起來:“硬體在趕工,但編譯器和作業系統完全是空白。崑崙機即便造出來,也發揮不了向量並行的優勢。”

他頓了頓:“需要有人為這臺機器寫科學計運算元程式庫,矩陣運算,微分方程求解,快速傅立葉變換……這些都得寫。用二進位制寫。”

臺下安靜了幾秒。有人小聲說了一句:“這是人乾的活嗎?”

半導所的王守仁也提了一個困難,他說得很剋制:“有些單位反饋,專家突然調離。原本約定支援的應屆生,可能無法按時報到。具體原因,不便多說,但情況確實存在。”

劉星海點點頭,沒有對此表態。

他看向夏先生:“夏先生,各組的問題和進展都在這裡了。計算機所作為崑崙的牽頭單位,你有甚麼想法?”

夏先生點了點頭,將手中的鉛筆輕輕放在桌上。

“嗒。”

一聲輕響,會議室裡瞬間安靜下來,所有人的目光都投向了他。

“過去一年,大家都取得了很大的進展,但問題也很現實。”他說,“因此,我提一個技術策略,大家聽聽。”

他掃了一圈臺下:“基於當前面臨的現實困難,咱們不如降低一些標準。從一步登天,轉為模組化驗證,雙軌並行。”

他詳細解釋道:“先搭一個縮比驗證機。四塊板子,一控三算。代號‘崑崙-零’。目標是跑通指令集,證明向量架構可行。”

他看著臺下:“規模小,問題就少。散熱好解決,功耗好控制,晶片需求也少。等跑通了,再往大了擴。”

他頓了頓:“散熱和功耗,兵分兩路。一路,繼續攻關全積體電路版,利用陶瓷加工技術,同步設計微通道液冷機箱。另一路,準備磁芯儲存器和分立元件的備用方案。萬一積體電路量產卡殼,至少還有條退路。”

陳光遠站起來插話:“物資儲備也要考慮。就以6305廠為例,光刻膠、超純試劑,都是消耗品。萬一運輸環節出問題,生產線就得停。”

他看向劉星海:“建議以備戰備荒的名義,申請特批,建設小型危化品倉庫和高純氣體站。儲存至少半年用量的光刻膠和超純試劑。”

錢先生開口了。

從開會到現在,他一直沒說話。此刻他將手中那支鉛筆輕輕放在桌上,會議室裡便徹底安靜下來。

“軟體庫的建設,不能等。”他的聲音不高,卻彷彿每一個字都砸在人心上,“硬體造出來了,沒軟體跑,就是一堆廢鐵。”

他看向陳教授:“理論組牽頭,計算機所配合,組織一批數學功底好、暫時無法進廠的學生。在紙上手算,編制數學用表和微程式程式碼。手工作坊式的,慢,但能頂用。”

他頓了頓,又看向宋顏和夏先生:“計算機所和紅星所牽頭,設計一款程式設計機。輔助編寫崑崙機的微程式,訓練未來的軟體工程師。”

第五研究院的專家站起來。

他穿著軍裝,肩章上星星槓槓,說話帶著一點西北口音:“既然大家都說開了,首長也在,我也提一個建議。”

首長點點頭,示意他繼續。

得到允許,他拿起桌上的稿紙,紙上畫了一個簡單的示意圖。

“我建議成立技術隔離艙。分三個區:紅區,集中精力攻關星河計劃各關鍵技術。藍區,大張旗鼓開展關鍵技術的民用開發,吸引注意力,為紅區打掩護,儲備人才,維持星河計劃各組活力。綠區,繼續以基礎材料研究的名義低調推進。”

他看著首長和劉星海,目光沉靜:“這樣,萬一有風吹草動,至少能保住最核心的東西。”

會議室裡一時安靜下來。

前排幾位來自核心單位的老專家交換了一下眼神,沒有交頭接耳,但那種“果然如此”的凝重,已經寫在了臉上。

大家都看著首長。

首長擺擺手:“這個意見提得好。正好我今天也要代表國務院宣佈一個決定。”

會議室裡緊張得落針可聞,彷彿等待著最終的審判。

呂辰甚至能聽到自己的心在瘋狂跳動,他側頭看了一眼身旁的謝凱。

謝凱正襟危坐,眼鏡片後的目光凝固在首長身上。

首長拿起一份紅標頭檔案,他的聲音彷彿從雲端傳來。

“星河計劃,列入國防尖端專案。核心團隊、裝置、物資,進入軍管。”

他頓了頓,看著在場的每一個人。

“困難,擺出來了。問題,擺出來了。大家關心的,也有了結果。現在要做的,就是一件一件解決。”

他站起來,把檔案交給劉星海。

“星河計劃不能停。崑崙機,必須造出來。”

他起身往外走。走到門口,又停下腳步,回過頭:

“有甚麼需要,直接報。”

腳步聲消失在走廊裡。

會議室裡安靜了很久,沒有人說話。

大約過了三四秒,那三四秒彷彿被拉長成了一分鐘,沒有人動,沒有人開口,甚至沒有人呼吸。

然後,呂辰看到,大家一直硬挺著的腰桿,緩緩放鬆了下來。

有人靠在椅背上,摘下了眼鏡,用力揉著眼睛,長長地吐了一口氣。

那口氣裡,有緊繃了太久的疲憊,有終於落地的釋然,也有說不出的複雜。

呂辰緩緩靠向椅背,這才發現後背的襯衫已經被冷汗浸透,冰涼地貼在面板上。

他側頭看了一眼謝凱,謝凱正摘下眼鏡,用力揉了揉眉心,手指微微顫抖。

大約過了十來分鐘,劉星海站起來,翻開本子。

“各組,領任務。”

他開始一條一條佈置。

崑崙-零驗證機,由計算機所牽頭,設計組、理論組配合。三個月內,拿出方案。

危化品倉庫和高純氣體站廠負責,一個月內完成選址和申報。

軟體庫建設,由理論組牽頭,計算機所配合,即日起,從高校選拔學生,開始手算。

程式設計機設計,由計算機所和紅星所牽頭,兩個月內,拿出設計方案。

技術隔離艙,由第五研究院牽頭,各組配合。一個月內,完成分割槽方案。

……

任務佈置完,劉星海合上本子。

“散會。”

呂辰站起來,跟著人群往外走。

走出計算所的大門,外面的陽光很好,四月的風帶著一點暖意,吹在臉上很舒服。

他騎著車,穿過北京的街道。

街上人來人往,車來車往,和往常一樣。

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