第305章 奠定理论基础（2/2）

“如果我们走这条路，我们可能和美国同行站在同一起跑线上。”高先生说，“甚至，因为我们的包袱更小，可能走得更快。”

辩论持续了一个小时。

最终，会议达成共识，“星河计划”首款芯片将采用“简约指令集”理念，设计一套名为“星河-1”的指令集架构。

由高先生牵头，数学组和电路组共同参与，三个月内完成指令集手册初稿。

很快就到了第五个议题，如何容错。

清华数学系的何教授主持，他是概率论与数理统计专家。

“同志们，当集成度提高，单个晶体管的失效率即使极低，整体芯片的失效概率也会累积升高。”

何教授在黑板上写下一个公式：p_system = 1 - (1 - p)^n

其中p是单个晶体管的失效率，n是晶体管总数。

“当n达到一万、十万、百万时，即使p很小，p_system也会变得不可接受。”何教授说，“我们必须用数学方法保证可靠性。”

他介绍了三个概念，冗余设计、纠错码、自测试，并介绍了这些概念方法。

“但这些方法都有代价。”何教授说，“冗余设计增加面积和功耗；纠错码增加存储开销和延迟；自测试需要额外的测试电路。我们需要在可靠性和成本之间寻找平衡。”

“这又是一个优化问题。”陈教授第三次轻声说道，“我们可以建立一个多目标优化模型，在面积、功耗、成本约束下，最大化芯片的可靠度。决策变量包括冗余度、纠错码方案、测试电路比例等。”

高先生又提到“模块化”思想：“何教授，我们能不能把容错也做成模块化的？设计一种‘带自检的标准单元’。每个逻辑门卡片都内置简单的自检电路。当这些卡片组合成芯片时，自检电路也自动连接成一个整体的测试网络。这样测试成本就分摊了。”

“好思路！”何教授点头，“而且可以根据模块的关键性，决定自检的粒度。关键模块，比如控制单元，用细粒度、高频次的自检；非关键模块用粗粒度、低频次的自检。这又是一个优化问题......”

“这需要体系结构专家、数学家、可靠性工程师的紧密合作。”高先生总结道。

会议进行到半夜，窗外已经全黑。

刘星海教授走到黑板前，他拿起粉笔，在那些物理公式、布尔代数、指令集表格之间画了一个大圈。

“今天的会议，让我看到了‘星河计划’最宝贵的财富——”他的声音不高，但异常清晰，“我们在从原理层思考问题。”

他转过身，面对所有人：“我们不是盲目模仿，而是在问：数学的本质是什么？物理的边界在哪里？计算的规律是什么？”

会议室里安静下来，只有暖气片的轻微嗡鸣。

“我宣布三项决定。”刘教授说，“第一，理论组升格为‘前沿架构与基础理论研究室’，常态化参与各工程组的技术评审。从今天起，任何重大的技术决策，都必须有理论组的评估意见。”

“第二，立即启动‘星河-1指令集手册’编写，作为所有硬件和软件设计的宪法。高同志牵头，数学组和电路组共同参与。”

“第三，集成电路设计自动化攻关组正式成立，由数学系牵头，计算所和红星所参与。目标是一年内拿出网格编码和标准单元库的原型工具，能处理千晶体管级设计。”

他停顿片刻，目光扫过在场的每一张面孔。

“同志们，我们今天在这里讨论的，不只是几个技术问题。我们是在定义中国电子工业的思维范式。今天这里敲定的每一个公式、每一条指令、每一个算法，都将成为未来数十年中国计算机产业的基因。”

他看着在座的所有人：“几年前，我们造出第一台电子管计算机时，全世界都在看。后来，我们造出晶体管计算机时，有人说我们永远追不上。今天，我们要造集成电路计算机！”

刘教授眼睛里闪烁着光芒：“有人会说，我们太落后，没基础。但我要说，集成电路是一个崭新的领域，它的理论大厦远未封顶，它的工程路径还有许多岔路。西方走在前面，但我们看得见他们的背影。更重要的是，我们有机会从第一性原理出发，构建一套更简洁、更高效、更符合未来计算本质的体系。 我们今天在这里做的，不是补课，而是参与定义这门技术的青春期。”

会议室里响起掌声，起初零散，然后变得热烈。

散会时，已经是晚上10点半。

学者们陆续离开，还在激烈讨论着刚才的议题。

有人约好明天继续，有人已经掏出笔记本开始推公式。

夏先生特意走到吕辰面前，握着他的手：“小吕同志，你那个二维卡片思路，真的很有启发性。有时间，要多来计算所走走，我们详细聊聊怎么把它应用到设计工具里。”

“好的，夏先生。”吕辰郑重答应。

高先生也过来拍拍他的肩膀：“你那种‘模块化’的思路，和risc理念很契合。”

吕辰一一应下。

走出计算所大楼，寒风扑面而来。

夜空清澈，繁星点点。

原理之光，已经点亮。