四合院：我是雨水表哥
第616章 昆仑再启航

“芯片工艺，2微米为主，1微米为辅。昆仑1的KLVU向量运算单元，集成了2万多个晶体管。昆仑2的控制核心芯片，复杂度预计8到10万晶体管。2微米工艺能不能做出来？能做。但良率能到多少？不知道。”

“所以，我们建议推进1微米工艺的预研。昆仑2的第一版流片用2微米，验证架构。第二版如果能用上1微米，那性能就能再上一个台阶。”

他合上笔记本，看着台下。

“时间表。1970年底，完成架构设计。1971年，完成逻辑设计和仿真。1972年，第一版流片。1973年，整机集成。1974年，交付。”

他顿了顿，声音提高了一些。

“这个时间表，很紧。但昆仑1我们从1965年到1970年，五年走完了。昆仑2，我们争取四年。”

掌声落下去之后，台下有人举手了。

是6305厂的陈光远。

他站起来，手里拿着一个笔记本，翻到某一页。

“陈工，我问几个问题。”

“陈厂长请讲。”

“2微米工艺，做8到10万晶体管的芯片，面积多大？功耗多大？散热怎么解决？”

陈茂林显然想过这个问题。

他走到白板前，拿起记号笔，在空白处画了一个矩形。

“以KLVU为参照，2万个晶体管，芯片面积约5毫米乘5毫米，功耗约2瓦。8到10万晶体管，面积约10毫米乘10毫米，功耗约8到10瓦。”

他顿了顿，在矩形旁边画了一个散热片的简图。

“单颗芯片8到10瓦，风冷不够，必须加散热片，甚至水冷。我们在机柜设计上会预留散热通道，芯片封装也要用陶瓷封装，导热系数比塑料高一个数量级。”

陈光远点了点头，又问了第二个问题。

“64个向量单元并行，总线带宽够不够？总线仲裁怎么做？”

陈茂林在白板上画了一条总线，又在上面画了64个小方块，代表64个向量单元。

“昆仑2的总线，我们计划采用分层总线架构。核心总线，点对点连接主核心和协处理器，带宽足够。存储总线，分成四个独立通道，每个通道带宽500兆字节每秒，四个通道并行，总带宽2G字节每秒。向量单元访问存储时，自动分配到不同的通道，避免冲突。”

他顿了顿，又补了一句。

“仲裁器也要升级。昆仑1的总线仲裁器是集中式，一个仲裁器管所有。昆仑2要改用分布式仲裁，每个向量单元有自己的仲裁逻辑，总线请求在单元之间协商解决，避免单点瓶颈。”

陈光远想了想，点了点头，坐下。

台下又有人举手了。

是哈工大的包康建教授：“陈工，昆仑2的指令集，和昆仑1兼容吗？”

陈茂林摇了摇头。

“不完全兼容。昆仑1的指令集是为21个单元、64位向量长度设计的。昆仑2是64个单元、128位向量长度，指令格式必须变。但是，我们会保持‘源代码级兼容’。也就是说，昆仑1上写的汇编程序，重新编译一下，就能在昆仑2上跑。不需要重写。”

包教授追问：“翻译器的效率呢？重新编译后的代码，性能损失多少？”

陈茂林想了想：“目标是损失不超过10%。这个目标不低，需要微程序设计师和编译器的开发者紧密配合。”

包教授点了点头，没再追问。

陈茂林回到座位上。

汪涵教授站起来，走到主席台前。

他鬓角的白发又多了几根，眼睛下面的青黑已经扩展到整个眼眶，显然一直在熬夜。

“同志们，下面我汇报昆仑汇编语言的设计规则。”

他翻开笔记本，念了一段。

“昆仑1机的4863条微程序，是‘机器语言’。只有极少数人能写。要让昆仑系列被全国工程师使用，必须有一套统一的汇编语言。”

他放下笔记本，走到白板前，拿起记号笔。

“昆仑1是向量机，指令集与标量机完全不同。各单位自研的小型机指令集互不兼容，工程师写一套代码，只能在特定机器上跑，重复劳动。我们要做的是，一套汇编语言，能在昆仑1上跑，能在昆仑2上跑，能在以后所有的昆仑机上跑。”

他在白板上写了三个词：可读性、正交性、可扩展性。

“第一条，可读性。汇编指令不是给机器看的，是给人看的。每条指令要有直观的助记符。工程师看到MOV就知道是数据传送，看到ADD就知道是加法，看到JMP就知道是跳转。不需要查手册。”

“第二条，正交性。指令格式要统一，操作数的组合要规整。不能让工程师背几十种特殊规则。比如，所有算术指令的格式都是‘OP 目标, 源’。MOV是‘MOV 目标, 源’，ADD也是‘ADD 目标, 源’。格式一致，学一条就会一百条。”

“第三条，可扩展性。昆仑2之后还有昆仑3、昆仑4。汇编语言要能向后兼容。昆仑2上写的程序，到了昆仑3不能重写。所以指令编码要留余量，操作码不能塞满，要给未来预留空间。”

他在白板上画了一个表格。

“指令类型，我们分了五大类。”

“第一，数据传输。负责寄存器和存储器之间的数据搬移。”

“第二，算数运算。数数和浮点的加减乘除。”

“第三，逻辑运算。位运算和移位。”

“第四，转移控制。条件跳转、无条件跳转、子程序调用。”

“第五，输入输出。从I/O端口读数据、写数据。”

他放下记号笔：“一条汇编指令，通过翻译器，对应若干条微程序。工程师写MOV，翻译器自动生成取数据、送数据、存数据、更新指针的微程序序列。工程师不需要知道微程序长什么样，他只需要知道MOV是干什么的。”

四机部某院的一位专家举手，他骨瘦如柴，脸上老人斑密布，站起来颤巍巍的：“小汪，翻译器的规范，和汇编语言同步制定？”

“对。”汪涵教授点了点头，“翻译器是连接‘工程师语言’和‘机器语言’的桥梁。汇编语言定了，翻译器的规范也要同步定。没有翻译器，汇编语言就是纸上谈兵。”

老专家又问：“翻译器谁来写？”

汪涵教授想了想：“‘微程序生成’‘语法分析’和‘代码优化’都由微程序设计院来写。”

老专家点了点头。

汪涵教授继续说道：“1970年底，技术白皮书定稿。1971年，翻译器原型开发。1972年，在昆仑1机上验证运行。1973年，向全国发布。”

他合上笔记本，看着台下。

“汇编语言的事，我就汇报到这里。”

台下掌声响起来，汪涵教授回到座位上，端起搪瓷缸子喝了一口水。

茶已经凉了，但他喝得很踏实。