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章宸站在中央研究院四楼的会议室窗前,手里捏著一杯已经凉透的咖啡。窗外是芯谷的夜景,中央研究院大楼的扩建工地灯火通明,混凝土泵车在夜色中发出低沉的轰鸣。他的身后,白板上画满了天权5號的架构图,以及几个用红色记號笔標註的“待定”字样。
今晚的会议主题是“天权下一代架构的早期討论”——这不是天权5號的设计评审,而是更远的未来:天权6號、天权7號,以及未来科技晶片技术路线的顶层规划。参会的人不多,但每一个都是晶片技术线的核心:林薇、赵静、孙总监、王研究员,以及从合城赶来的张京京。
会议原定晚上七点开始,但林薇被陈醒叫去开另一个会,到现在还没来。章宸利用这段时间,把天权5號的最新进展整理了一遍,准备等林薇来了之后先做个简短匯报。
终端震动了,是林薇发来的消息:“再等我十分钟。陈醒在问医疗ai事业部的预算。”
章宸回覆:“不急。我们还在等张京京,他从合城出发晚了。”
他放下终端,转身对孙总监说:“天权5號的冗余设计验证方案,你写好了吗”
孙总监调出了一份文档。“写好了。方案分三个阶段——第一阶段,仿真验证,用eda工具跑一百万次蒙特卡洛分析,验证冗余设计在不同工艺偏差下的有效性。第二阶段,测试晶片验证,做一颗专门用於验证冗余设计的小晶片,流片后实测。第三阶段,天权5號工程样片验证,在实际晶片上验证冗余设计的生效比例。”
“三个阶段,预计需要四个月。如果一切顺利,天权5號的架构冻结可以按期进行。”
章宸问:“仿真验证的结果出来了吗”
孙总监调出了一张图表。“跑了两万次,初步结果——冗余设计可以把天权5號对工艺偏差的敏感度降低百分之六十。在追光產线目前的均匀性水平下,良率可以从百分之九十四提升到百分之九十八点五。如果均匀性进一步优化到百分之一,良率可以到百分之九十九以上。”
王研究员插了一句:“百分之九十九以上的良率,意味著天权5號可以追平旧秩序旗舰晶片的製造水平。这是未来科技第一次在製造端和设计端同时达到国际顶尖。”
章宸说:“所以天权5號的目標不只是『能用』,而是『能战』。天衡5要用它对抗火龙联盟的旗舰手机,天行者2.0要用它定义智能汽车的算力標准,天枢ho的网关要用它支撑全屋智能的数据处理。天权5號不能输。”
会议室的门被推开了,林薇和张京京一前一后走了进来。林薇的脸上带著一丝疲惫,但眼神依然锐利。
“抱歉,来晚了。医疗ai事业部的预算,陈醒批了,但要求我们再压缩百分之十。明天还要和財务过一遍。”林薇脱下外套,掛在椅背上,在长桌的主位坐下。“开始吧。”
章宸走到白板前,拿起黑色记號笔。
“天权下一代架构的早期討论,今天不聊具体的设计细节,而是聊方向。天权5號的架构已经基本確定,天权6號和天权7號还在预研阶段。我们要回答三个问题——第一,存算一体架构的天花板在哪里第二,下一代晶片的核心竞爭力是什么第三,未来科技在晶片技术路线上,是要跟隨还是引领”
“先看第一个问题。存算一体架构的优势是减少数据搬运,提升能效比。天权4號相比传统架构,能效比提升了三倍。天权5號通过冗余设计和工艺优化,能效比预计再提升百分之五十。但存算一体架构也有天花板——计算密度。”
章宸在白板上画了一张趋势图。
“存算一体阵列的计算密度,受限於存储单元的读写速度。sra的读写速度已经接近物理极限,再往上提升很难。天权4號的计算密度是每平方毫米零点五s,天权5號预计可以到零点八。但旧秩序的传统架构,通过先进位程和3d堆叠,计算密度已经到了一百二十平方毫米。差距还很大。”
“所以,存算一体不能解决所有问题。天权6號需要考虑异构计算——把存算一体阵列、传统cpu核心、ai加速器、以及专用电路,集成在同一颗晶片上。每个计算单元做自己擅长的事,通过高速互联总线协同工作。”
王研究员举手问:“异构计算,会不会增加软体开发的复杂度天枢os要同时调度四种不同类型的计算单元,驱动和编译器的难度会指数级上升。”
章宸说:“会的。但这是必经之路。旧秩序的旗舰晶片已经在用异构计算了——cpu、gpu、npu、dsp,全部集成在一颗晶片上。我们如果不跟进,性能差距会越拉越大。而且,天枢os的微內核架构本身就有很好的模块化特性,適配异构计算的难度比宏內核小。”
林薇在白板上写下了“异构计算”四个字,画了个圈。
“章宸的方向是对的。天权6號必须走异构计算的路。但有一个前提——我们自己的gpu和dip,什么时候能成熟异构计算的核心是gpu,我们目前还在用第三方的gpuip,受制於人。”
赵静说:“悟道团队已经在研发下一代gpu了,预计一年后出原型。dip方面,中央研究院有四个团队在做不同的方向——张研究员做可重构计算,李研究员做数据流架构,王研究员做存算一体,刘研究员做模擬计算。四个方向各有优劣,短期內很难整合。”
林薇说:“那就並行。天权6號先用第三方的gpuip,保证產品竞爭力。同时,自研gpu作为备胎,成熟后再切换。这个策略,在天权晶片上已经验证过了,有效。”
会议进入第二个议题——下一代晶片的核心竞爭力。
章宸调出了一份市场分析报告。
“旧秩序的晶片公司,核心竞爭力是先进位程。三纳米、两纳米、一纳米,每推进一代,性能提升百分之二十,功耗降低百分之三十。未来科技没有能力追先进位程——追光四期能做到十四纳米,追光五期能做到七纳米,但再往下,三纳米、两纳米,不是砸钱就能追上的,需要整个產业链的升级。”
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“所以,天权下一代架构的核心竞爭力,不能是製程,而必须是——系统级优化。不是单颗晶片的性能,而是晶片、封装、主板、作业系统、应用软体的联合优化。用系统级的设计,弥补製程的差距。”
“举个例子。旧秩序的三纳米晶片,cpu跑分是一万。我们的十四纳米晶片,cpu跑分只有四千。但在真实的手机使用场景里,用户感知到的不是跑分,而是流畅度、续航、以及发热。如果我们在作业系统层面做深度优化,把四千的算力用到极致,用户体验可能比一万的算力但优化差的手机还要好。”
孙总监说:“这个思路对。但有一个风险——系统级优化需要晶片和作业系统的高度耦合。天枢os是天权晶片深度定製的,第三方晶片在天枢os上跑,性能会打折扣。这意味著,天权晶片只能用在自家的產品上,很难对外销售。”
章宸说:“天权晶片的定位本来就是自用,不是对外销售。我们不需要和旧秩序的晶片公司比市场份额,只需要在自己的產品体系里,做到最优。”
林薇点头。“系统级优化,是天权晶片的核心战略。这个方向不变。”
会议进入第三个议题——未来科技在晶片技术路线上的定位。
章宸说:“跟隨还是引领我的答案是——在存算一体和异构计算领域,我们要引领。在先进位程领域,我们只能跟隨。这不是能力问题,而是资源问题。先进位程需要整个產业链的配合,光刻机、光刻胶、特种气体、高纯材料,每一样都需要时间。未来科技不可能在所有领域都领先,但在某些领域,我们可以做到最好。”
“天权4號证明了存算一体架构的可行性。天权5號將通过冗余设计解决良率问题。天权6號將通过异构计算提升性能天花板。天权7號,我希望能实现——存算一体+异构计算+3d堆叠。把计算单元和存储单元堆叠起来,通过硅通孔互联,进一步减少数据搬运的距离。”
王研究员说:“3d堆叠,封装技术是关键。先进封装的成本很高,是传统封装的五到十倍。天权7號如果用3d堆叠,晶片成本会大幅上升,可能只有旗舰產品用得起。”
章宸说:“那就先用在天衡系列上。天衡是未来科技的旗舰,成本不是最敏感的。等封装技术成熟了,再下放到天枢ho、天行者系列。”
张京京从製造角度提了一个问题。“3d堆叠对製造的要求很高。每一层的晶片都要单独製造,然后对准、键合。对准精度要求微米级甚至纳米级,我们的封装產线目前还做不到。需要提前布局。”
林薇说:“这个问题,梁志远已经在考虑了。追光设备的下一代,会加入先进封装模块。时间节点大概是两年后,正好匹配天权7號的节奏。”
会议进行到深夜十一点,所有议题都討论了一遍。林薇做了总结。
“天权下一代架构的早期討论,今天定了三个方向——第一,天权6號走异构计算路线,自研gpu和第三方gpu並行。第二,天权系列的核心竞爭力是系统级优化,不是製程。第三,天权7號预研3d堆叠,匹配追光设备的先进封装能力。”
“接下来,章宸,你负责写一份《天权晶片技术路线图》,从现在到天权7號,每代晶片的核心技术、时间节点、资源需求,都要写清楚。下个月的战略会上,向陈醒匯报。”
章宸点头。
林薇看了看终端上的时间。“还有一件事。陈醒让我转达——天权4號的质量回溯,他看了专项报告,很满意。他说,质量回溯不是追责,是改进,未来科技要把『把每一次问题都变成能力』这句话,刻在晶片团队的墙上。”