第565章 存算一体
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三天后。
津门,红星半导体实验室。
初春的阳光从窗外斜斜照进来,落在满桌图纸和坐标纸上。
空气里有淡淡的松香味,还有烧结炉冷却后的金属气。
林希推门进来时,屋里三个人已经等了一会儿。
左边坐着张秉谦。
这位国内集成电路设计界的老前辈,膝盖上有旧伤,坐下时总习惯把一条腿伸直。
搪瓷茶缸就放在他手边,缸沿被多年茶垢染出一圈深色。
旁边是赵四海。
八级工匠出身,一手厚膜烧结手艺在红星半导体是出了名的硬。
当年东方红二号卫星的控制板差点卡死,就是他带着人硬生生盘活的。
而在靠窗的操作台前,司徒渊正低头用镊子夹着一块测试基板,头都没抬。
林希没有摆总经理的架子,走过去给张秉谦的搪瓷缸续了点热水。
随后,他这才从公文包里抽出一份自己手绘的草图,平铺在桌面上。
“张老,赵师傅,司徒总工。”
林希语气诚恳,
“这次回津门,是想麻烦大家看个新东西。”
“这是我们要用在下一代高端航天器上的高性能状态监测架构。”
他没提载人飞船和851工程的绝密代号,只谈技术需求。
张秉谦戴上老花镜,凑近图纸。
看了两分钟,他伸手点在那些密密麻麻的节点上:
“小林,你画的这个……”
老人的眉头皱了起来。
“不像是单纯的控制芯片。”
“这满板子的采集通道,是要把航天器所有关键设备的电压、电流、温度,全都抓过来?”
“对。”
林希点头,
“现在咱们的航天器系统太复杂。”
“一旦某个传感器或者线路出故障,地面排查要耗费几个月。”
“我想做一套独立的监测总线。”
“它不参与主控制,只负责实时盯住所有物理层数据。”
“哪里出了毛病,它直接报位置。”
赵四海把图纸扯过去,粗糙的大手在纸面上摩挲了两下。
干了一辈子车间,他对这些走线和布局有着野兽般的直觉。
“林总,你这要求可不低啊。”
赵四海抬起头。
“通道要多,反应要快,体积还得往死里压,是吧?”
“是。”
林希说。
“火箭运力宝贵,能轻一克是一克。”
赵四海咧了咧嘴。
“用纯硅基集成电路做,怕是够呛。”
“天上高低温变化大,粒子流也狠,线路被打穿不是稀罕事。”
他摸了摸下巴上扎手的胡茬,眼睛却亮了。
“但这活儿,咱们的厚膜工艺正好能接!”
他在图纸上虚划了两下:
“用氧化铝陶瓷做基板,导体浆料和电阻浆料一层层叠印上去。”
“瓷基板导热好,耐高温,绝缘性更不用说。”
“这图上的布线虽然密,但我那边的丝网印刷精度现在能做到十五微米。”
赵四海越说越来劲。
“咱们把几百个监测节点,全部集成在巴掌大的一块厚膜陶瓷板上,体积绝对能压下来!”
张秉谦附和道:
“老赵说得对。”
“底层逻辑比较运算,可以用简单的硅基门电路做成裸片,再直接封装在厚膜电路上。”
“这叫混合集成。”
“抗干扰能力,比纯硅芯片强得多。”
两人一唱一和,一套极具时代特色又无比务实的方案立刻成了型。
林希听得连连点头,心里暗自松了口气。
把图纸交给这帮一线老将,总是最踏实的。
他们不会空谈概念。
能不能做,怎么做,哪里会炸,他们一眼就能看出七八分。
就在这时,一直没作声的司徒渊转过身来。
他把手里的镊子放下,走到桌前,目光在林希的图纸上扫了一圈。
这位曾在仙童半导体待了十几年的顶尖架构师,扶了扶金丝眼镜,语出惊人:
“林总,既然要用厚膜做物理监测网络,为什么不干脆把存算一体架构融合进去?”
屋里安静了一下。
张秉谦愣了愣:
“司徒,你说明白点,什么叫存算一体?”
司徒渊拿起一支红笔,在林希的图纸上画了两个方框。
“现在的计算机,哪怕是最高端的处理器,用的都是冯·诺依曼架构。”
司徒渊在左边框写上“运算”,右边框写上“存储”,
“运算单元和存储单元是分开的。”
“处理器要算个数据,得先跑去内存里把数据搬过来。”
“算完了,再搬回去。”
他看向林希:
“这在地面上做普通计算机没问题。”
“但在太空里,这套逻辑会同时带来两个麻烦。”
“一个是存储墙。”
“一个是辐射风险。”
林希顺着他的话往下问:
“具体怎么说?”
司徒渊拿着笔在两个方框之间的连线上打了个叉。
“这根连线,就是存储墙。”
“当你要同时监测航天器十万个节点、需要极高并发处理速度时,你的处理器大部分时间都在排队搬砖。”
“就像一群工人明明能干活,却全堵在仓库门口等材料。”
“算得再快,搬砖的速度跟不上,系统照样卡死。”
“结果就是功耗大、延时高。”
赵四海听到这里,脸上的笑意收了。
张秉谦的手指也停在了茶缸边。
“其次,太空里有高能粒子流。”
司徒渊在代表存储单元的方框上重重戳了一笔,
“高能粒子撞击硅基存储芯片,会造成单粒子翻转。”
“本来存的是0,被撞一下,变成了1。”
“一个数错了,后面搬运、计算、判断,全都跟着错。”
“严重一点,控制逻辑直接跑偏。”
这番深入浅出的解释,让张秉谦和赵四海都倒吸了一口冷气。
这正是航天电子系统面临的物理法则级难题。
此时,林希脑海中的直播间里,平时潜水的专业大牛们已经按捺不住了。
【卧槽!他在1985年提存算一体?!】
【这不是提前一点点,这是直接把版本号拉爆了!】
【冯·诺依曼瓶颈、存储墙、单粒子翻转……后世航天算力提升的死穴,全被他点出来了。】
【硅基芯片做大算力,发热、功耗、防辐射,一个都躲不开。最后加一堆屏蔽层,重量全砸在抗造上。】
【懂了,别人还在给芯片叠护甲,红星这边准备换物种。】
林希压住心头的震动,看向司徒渊:
“司徒总工,你说的存算一体,具体怎么落在咱们这张图纸上?”
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