崑崙-0機的首次聯調,一直持續到中午十二點半。
在這三個半小時裡,陳高工帶著團隊,一共跑了十七個測試程式。
斐波那契數列、矩陣乘法、快速傅立葉變換、氣泡排序、線性方程組求解、數值積分……
每一個程式都順利跑通,每一個結果都是“ERRORS:0”。
最後一個程式跑完的時候,車間裡的掌聲已經不像第一次那樣熱烈了,取而代之的是一種沉默的、踏實的滿足感。
就像打了一場硬仗,打贏了,不是歡呼,而是長出一口氣。
首長站在操作檯前,看著熒光管陣列上那行“ALL TESTS PASSED”的字樣,沉默了很久。
他轉過身,對劉星海說:“下午的會,我參加不了,有個外事活動。但你們繼續開,把下一步的任務定下來。崑崙-1,要抓緊。”
劉星海點頭:“明白。”
首長又看了一眼墨綠色的機櫃,轉身往外走。
走到門口的時候,他停下來,回頭又看了一眼。
車間的氣氛鬆弛下來。有人開始收拾操作檯上的卡片,有人關掉示波器,有人拔掉電源插頭。
陳高工靠在機櫃旁邊,手還在微微發抖,不是因為緊張,是因為亢奮。
夏先生招呼大家前往食堂吃飯。
計算機所的食堂在主樓後面,是一排平房,紅磚牆,瓦屋頂,面積不大,擺了十幾張八仙桌,平時也就百十來個人吃飯。
今天一下子湧進來兩百多號人,擠得滿滿當當。
桌子和凳子不夠,有人站著吃,有人蹲著吃,有人乾脆端著碗到外面去吃。
伙食確實不錯,有紅燒肉、炒白菜、燉豆腐、西紅柿雞蛋湯,主食是白麵饅頭。
這已經算是相當豐盛了。
呂辰和吳國華端著碗,在角落裡找了個位置坐下。
吳國華把一塊紅燒肉塞進嘴裡,嚼了兩下,含糊不清地說:“這肉燉得爛,入口就化。”
呂辰咬了一口饅頭,腦子裡還在轉著剛才那些測試程式的資料。
“想甚麼呢?”吳國華問。
“在想崑崙-0的算力。”呂辰放下饅頭,“主頻1兆赫,16位定點,1控3算。有效算力大概5到10萬次定點運算每秒。這個數字,能幹多少事?”
吳國華想了想:“一般的科學計算,夠用了。矩陣乘法、線性方程組、數值積分,都能跑。但要說到實際應用,還得再提提……”
吃完飯,兩人走到食堂外面的楊樹下,點了一根菸。
初冬的陽光照在身上,暖洋洋的,但風一吹,還是有點冷。
“呂辰,吳國華。”身後傳來一個聲音。
兩人轉過身,一箇中年男人站在他們身後。
四十出頭,方臉,濃眉,一身戎裝,肩上兩槓兩星。
胸前彆著一個徽章,上面寫著“第二十五研究院”。
“張副院長。”吳國華站起來打招呼。
張副院長擺擺手,示意他們坐下,自己也蹲下來,從兜裡掏出一包煙,抽出一根,點上。
“今天看了崑崙-0的聯調,很震撼。”他吸了一口煙,慢慢吐出來,“我有個問題,想請教你們二位。”
“您說。”
張副院長沉默了幾秒,像是在組織語言。
“崑崙-0的算力,能不能支撐一個完整的雷達站?”
呂辰和吳國華對視了一眼。
張副院長繼續說:“我們院,主要負責防空雷達的研發。現在的雷達,訊號處理還是用分立元件搭的,體積大、功耗高、可靠性差。一個雷達站,光訊號處理櫃就佔了一整個房間。我們一直在想,能不能用計算機來代替這些分立元件。崑崙-0的聯調,讓我看到了希望。”
他看著二人:“你們覺得呢?”
呂辰想了一會兒:“張副院長,我先問您一個問題。您說的‘完整的雷達站’,是甚麼規模的?”
張副院長想了想:“中等規模,一部遠端預警相控陣雷達,天線陣面幾百個單元,搜尋距離兩百公里,能同時跟蹤幾十個目標。”
呂辰掐滅手裡的煙,從兜裡掏出一個小本子,翻到空白頁,開始算。
“我們先算算雷達訊號處理的算力需求。”
他在本子上寫下一行字。
“幾百個天線單元,每個單元的訊號要加權、移相、求和。這個運算量,跟單元數量成正比。假設256個單元,每個單元做一次複數乘法,一次複數加法。一個波束,就是256次複數乘加。一次波束形成,大概需要幾千次定點運算。”
他抬起頭:“這是最簡單的部分。”
“遠端預警相控陣雷達,要用多普勒濾波器組把運動目標和靜止雜波分開。一個典型的MTI濾波器,需要幾十次複數乘加。如果做FFT,運算量更大。一個距離門,大概需要幾百到幾千次複數運算。假設雷達有512個距離門,脈衝重複頻率1000赫茲,那每秒要處理的複數運算量,就是512×1000×幾百,大概幾千萬次。”
張副院長的眉頭皺了一下,但沒說話。
“同時跟蹤幾十個目標,每個目標要做航跡濾波、座標轉換、預測更新。卡爾曼濾波,矩陣求逆,都是浮點運算。這個運算量,比訊號處理本身還要大。”
呂辰把本子上的數字加了一遍,然後抬起頭。
“一箇中等規模的脈衝多普勒雷達,動目標顯示處理需要每秒約10到50萬次複數運算。如果加上目標跟蹤、航跡濾波、座標轉換,需求還要翻倍。”
他合上本子,看著張副院長。
“崑崙-0的有效算力,大約5到10萬次定點運算每秒。”
張副院長點點頭,等著他往下說。
“單看數字,崑崙-0的算力,在數量級上接近一箇中等雷達的實時訊號處理需求的下限。但有兩個致命問題。”
他豎起第一根手指。
“第一,定點運算不夠用。雷達訊號處理需要大量浮點運算。浮點數的動態範圍,不是16位定點能覆蓋的。崑崙-0的浮點靠微程式模擬,用定點指令拼出浮點運算。速度要慢一個數量級。實際可用算力,大概只有1到2萬次浮點運算每秒。這遠遠不夠。”
他又豎起第二根手指。
“第二,實時性要求達不到。雷達訊號處理是‘硬實時’系統。天線掃過一圈,必須在下一圈到來之前算完。遲了,目標就丟了。崑崙-0採用的是批處理模式,沒有中斷響應,沒有任務排程,沒有優先順序管理,滿足不了雷達的實時需求。”
呂辰想了想,又補充了一句。
“張副院長,我打個比方,您就明白了。萊特兄弟的‘飛行者一號’年飛上了天。但您不能用它去扔炸彈、運貨物。崑崙-0和實用化雷達計算機的關係,就像‘飛行者一號’和B-52戰略轟炸機的關係。前者證明了‘能飛’,後者才是‘能打仗’。”
張副院長聽完,沉默了很久。
他手裡的煙已經燒到了濾嘴,燙了一下手指,才回過神來,把菸蒂扔在地上,踩滅。
他拍了拍膝蓋上的灰:“我明白了,崑崙-0是‘飛行者一號’,不是B-52。”
吳國華插了一句:“張副院長,崑崙-0雖然不能直接用在雷達上,但它的技術成果可以下放。向量指令集、雙核心冗餘、模組化架構,這些都是可以移植的。用這些技術,專門設計一款雷達訊號處理計算機,不是沒有可能。”
張副院長看著他:“你的意思是?”
“我的意思是,”吳國華說,“崑崙-0是通用驗證機。它的任務,是證明這條路能走通。下一步,可以針對不同的應用場景,做專用機。雷達訊號處理有雷達訊號處理的專用指令集、專用架構。導彈控制有導彈控制的專用指令集、專用架構。這些專用機,可以共用崑崙-0的技術積累,但針對具體需求做最佳化。”
張副院長點了點頭,若有所思。
“那導彈呢?”他突然問了一句,“崑崙-0能不能支撐一個導彈發射臺的地面控制系統?”
呂辰和吳國華對視了一眼。
張副院長眨眨眼:“除了雷達,我們也管點地空導彈。一個導彈發射臺,需要做發射諸元計算,目標座標、彈道引數、發射視窗。發射前要自檢,發射時要時序控制。這些運算,算力要求不高吧?”
吳國華想了想:“發射諸元計算,本質上是解彈道方程。給定目標座標、導彈效能引數、發射點座標,求解最優發射角和飛行時間。這個運算量,大概幾千到幾萬次浮點運算。如果提前算好,存在表裡,查表就行。實時計算,也問題不大。用崑崙-0,確實能算。”
他頓了頓:“但有兩個問題。第一,發射諸元計算不需要崑崙-0這麼大的算力。地面指揮儀用一個炮兵計算器,就是紅星二號的軍用版,就能滿足需求。用崑崙-0,是大材小用了。就像用大型計算機去算1加1等於2。”
張副院長笑了:“那第二個問題呢?”
“第二,導彈的大腦,是彈上計算機。彈上計算機,要能扛發射過載,要能在極端溫度下工作,抗電磁干擾、抗振動。要小,要輕,要省電。崑崙-0四百公斤,800瓦功耗,不可能上彈。”
他看著張副院長,語氣認真:“但崑崙-0的技術成果,可以下放到彈上。用同樣的架構,做微型化、抗過載設計。專門研發一款彈上計算機,花時間就能做到。”
張副院長沉默了一會兒,然後點了點頭:“好。這個思路,我回去好好想想。”
他從兜裡掏出煙,給呂辰和吳國華各遞了一支,自己也點上一支。
“呂工,吳工,技術路線上的事,有時候就是需要有人把話說透。”
呂辰笑了笑:“張副院長客氣了,我們不過是紙上談兵,真要落地,還得靠你們二十五院的人。”
張副院長擺擺手:“紙上談兵?今天崑崙-0跑起來之前,多少人說是紙上談兵?現在呢?機器在那兒擺著,程式在那兒跑著。這不是紙上的東西,這是真東西。”
他站起來,撣了撣褲子上的灰。
呂辰和吳國華也起身相送:“行了,不打擾你們了。”
張副院長走了幾步,又回過頭來。
“呂工,你說崑崙-0是飛行者一號,不是B-52。但萊特兄弟飛完之後,不到50年,B-52就上天了。”
呂辰笑道,語氣堅定:“咱們不用等50年,5年就夠。”
張副院長點點頭,轉身走了。
“這個人,有意思。”吳國華笑道。
兩人又站了一會兒,往會議室走。
等他們到的時候,會議室裡已經坐整齊了。
主席臺上的名牌已經換過。
劉星海坐在中間,左邊是錢先生和王先生,右邊是夏先生和孫老,還有幾個呂辰不認識的人。
兩點整,劉星海敲了敲桌子。
會議室裡安靜下來。
“今天,崑崙-0機,跑通了。”劉星海教授彷彿又確認了一遍,“首長走之前,讓我轉達幾句話。第一,首長說,同志們做了一件了不起的事。第二,首長說,從今天起,中國人有自己的向量計算機。第三,首長要求,立即啟動崑崙-1機的建設工作,三年內建成。”
他翻開面前的黑皮本子,看了一眼,又合上。
“崑崙-1的事,我們等會兒再議。現在,各組彙報一下工作進展。”
王先生最先彙報,他拿出一沓資料,放在桌上。
“光刻組彙報,2微米光刻機,已經完成實驗室驗證。投影式光刻系統,鏡組設計完成,鏡頭磨出來了,解析度實測2微米,套刻精度±0.5微米。深紫外光源的穩流電源,西軍電那邊已經交付,穩流精度千分之一。整機正在總裝,預計明年一季度交付6305廠。”
他頓了頓,又補充了一句:“下一代光刻機已經在預研,目標是1微米。”
臺下有人輕輕吸了一口氣。
接下來是陳光遠:“6305廠產線良率穩定在75%,月產1200片。新產線潔淨區驗收進入最後階段,Class 96潔淨等級,按2微米工藝設計,月產1000片。”
半導體所的王守仁:“材料組彙報,區熔級鍺單晶,已經能穩定生產。純度7N,位錯密度每平方厘米100以下。矽單晶的區熔提純,也跑通了。6N純度,達到設計要求。高純金線、鋁線,昆明貴金屬所那邊能量產了。電子級化學品方面,上海試劑總廠的氫氟酸、硝酸、緩衝液,金屬離子含量控制在10ppb以下。光刻膠,環化橡膠-雙疊氮體系,解析度2微米,能滿足當前需求。”
他頓了頓:“有一個問題,光刻膠的批間穩定性不夠。這一批和下一批,效能有差異。感光所、上海試劑總廠等單位正在聯合攻關。”
劉星海點點頭,在本子上記了幾筆。
第四個彙報的是哈工大的包康建教授。
“機械組彙報。光刻機工件臺,已經完成高頻脈衝電機加壓電陶瓷微位移器的整合。步進精度,實驗室資料,0.1微米。下一步要做的是,把這個精度穩定下來,從實驗室搬到生產線上。”
接下來是上海有機所的鄭教授、西軍電的秦世襄、武水院的程教授、蘭州物理研究所的嶽伴教授……
一個一個站起來,一個一個彙報。
進展很多,問題也不少。
但總的氣氛是積極的,向上的。
呂辰坐在後排,一頁一頁地翻著筆記本,把各組的關鍵資料記下來。
下午四點,所有組彙報完畢。
劉星海站起來總結道:“各組的工作進展,我都聽了。此外,我也給大家彙報一個好訊息,我們第一批發布的791項技術清單,經過三年多的攻堅,也基本達到設計要求。”
他頓了頓,提高聲音:“也就是說,星河計劃的第一階段,技術補課,我們基本完成了。”
“2微米光刻機,2微米光刻膠,6N矽單晶,10ppb超純試劑,0.1微米工件臺精度,75%的晶片良率,崑崙-0驗證機,程式設計機,顯示控制晶片……這些成果,放在五年前,誰敢想?”
他看著臺下:“但這不是終點,技術補課完成了,下一步是甚麼?”
他自問自答:“是領跑!從補課到領跑,就是星河計劃第二階段的目標。”
彎腰從桌上拿起筆記本:“下面,我宣佈第二批任務清單的制訂要求。”
他翻開黑皮本子,一頁一頁地念。
“第一條,從補課到領跑,深化國產替代。”
他看著臺下:“第一批任務,我們解決了有沒有的問題。第二批任務,就要解決好不好的問題。光刻機,2微米做出來了,但穩定性呢?套刻精度呢?生產效率呢?封裝,還是手工焊線。材料,光刻膠批間穩定性不夠。檢測裝置,全靠人眼。這些短板,要一條一條補上。”
他又翻開一頁:“第二條,從單點突破到系統整合。”
“6305廠的新產線,明年要投產。但產線本身,需要大量配套技術支撐。工藝穩定性怎麼保證?潔淨環境怎麼維持?晶片測試怎麼搞?動力保障怎麼跟上?這些事,不是6305廠一家能解決的,需要全星河計劃的力量。”
他抬起頭,目光掃過全場:“工藝達到了,我們就要為量產鋪路,為良率護航。”
“第三條,從軍品優先到軍民兼顧。軍品優先,民用補充,產業同步發展。這是國家給我們定的調子,要落到實處。軍用晶片,要繼續保、繼續攻。但民用市場,也要拓展。積體電路和星河計劃,不能永遠靠國家養著,得有自己的造血能力。”
他喝了口水,繼續念:“第四條,從消化吸收到自主創新。2微米光刻機基本成功了。但技術團隊不能停步。要前瞻佈局,要在現有成果基礎上,向微米級以下進軍,向新型架構進軍。亞微米技術預研、新型器件研究、計算架構探索、戰略技術儲備。這些事,現在就得開始做。”
他把本子合上,看著全場。
“總結一下。第二批任務清單,要助推星河計劃從技術突破階段,向‘產業落地+系統整合+前瞻佈局’三位一體轉型。”
“我們要向下紮根,為6305廠新產線配套,解決量產中的工藝、裝置、材料、測試問題。”
“要向上生長,以崑崙工程為牽引,佈局下一代計算系統的晶片技術。”
“要向外拓展,構建民用產品線,形成產業自我造血能力。”
“向前佈局,預研亞微米技術、新型器件,保持技術領先。”
他提高聲音:“同志們,崑崙-0跑通了,這是過去兩年的成績。但成績屬於過去。下一步,是崑崙-1,是2微米到1微米,是產業落地,是系統整合,是前瞻佈局。”
“路還很長。但我們已經走在路上了。”
會議室裡安靜了幾秒。
然後,掌聲響起來。
這一次的掌聲,沒有上午那種激動和亢奮,而是一種沉穩的、堅定的力量感。
像是一支軍隊打完了第一場仗,正在清點彈藥、包紮傷口、準備下一場戰鬥。