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穿越59,开局获得签到系统 第321章从零开始的「长城二号」

作者:幼龄大叔

# 第321章从零开始的「长城二号」

正月十六,清晨六点。

  陈星睁开眼睛时,有那么几秒钟不知道自己身在何处。

  不是陕北窑洞低矮的土炕,不是火车硬座车厢摇晃的座椅,而是一张真正的床。

  虽然只是基地临时宿舍的铁架床,铺着薄薄的褥子,但平整,干净。

  他猛地坐起来,环顾四周。

  十平米左右的房间,摆着四张床,其他三张都空着。

  靠窗有张旧桌子,桌上摆着他昨晚修改到凌晨的设计图。

  不是梦。

  他真的在这里,在香山基地,在中国计算机技术的最前沿。

  陈星跳下床,用最快的速度洗漱。

  水龙头里流出的自来水冰凉刺骨,但他毫不在意,甚至觉得清醒。

  换上那身不太合身的旧军装,他小心翼翼地把设计图叠好,装进布包。

  王技术员说了,今天上午要开项目启动会。

  推开房门,走廊里已经有人走动。

  穿着蓝色工装的技术员们端着搪瓷缸子,匆匆走向食堂。陈星跟着人流,心里有些忐忑。

  食堂里热气腾腾。

  大桶里是玉米粥,筐里是窝头,还有一小盆咸菜。

  陈星学着别人的样子,打了一份,找了个角落坐下。

  刚吃两口,对面坐了个人。

  「新来的?」对方三十多岁,戴着眼镜,头发有些乱,像是一夜没睡。

  「嗯,我叫陈星,昨天刚报到。」陈星连忙说。

  「杨振华。」对方简单自我介绍,咬了口窝头,含糊不清地说,「听说你是自学的?」

  「是……自学的,可能有很多不足。」

  杨振华推了推眼镜,仔细打量他:「赵总工说你画了个4位处理器架构图,能给我看看吗?」

  陈星赶紧放下窝头,从布包里拿出那沓纸。

  杨振华接过来,一边吃一边看。

  他的阅读速度极快,几乎是一目十行,但偶尔会停下来,盯着某处思考几秒。

  「这里,」他指着一处电路设计,「你用二极体做与门,理论上没错,但实际应用中会有压降问题。为什么不用电晶体?」

  「我……我没学过电晶体电路。」陈星脸红了,「那本书只讲到电子管和二极体。」

  杨振华擡起头,看了他一会儿,忽然笑了:「半本书,学到这个程度,很不错了。」

  他把图纸还给陈星:「吃完饭去会议室。今天启动『长城二号』项目,你是设计组的。」

  「设计组?」陈星愣住,「我才刚来……」

  「赵总工点的名。」杨振华站起来,端着空碗,「抓紧吃,八点准时开会。」

  看着杨振华离开的背影,陈星心跳加速。

  设计组?

  他能行吗?

  上午八点,会议室里坐满了人。

  陈星找了个角落的位置坐下,尽量不引人注意。

  但陈启明一进来就看见了他,招手让他坐到前面。

  「过来,坐这儿。」陈启明指着身边的位置,「一会儿要分组讨论,你跟紧我。」

  「陈老师,我……」

  「别叫我老师。」陈启明拍拍他肩膀,「咱们都是同事。」

  「赵总工说了,你是设计组的,那就得参与核心讨论。别怕,有什么不懂就问。」

  陈星点头,手心却在出汗。

  八点整,赵四准时推门进来。

  他今天穿了件灰色的中山装,显得很精神,但眼下的阴影透露出昨晚又熬夜了。

  「人都到齐了,咱们开始。」赵四走到黑板前,没有寒暄,直接进入主题。

  「今天会议只有一个议题:『长城二号』8位微处理器项目,正式启动。」

  他在黑板上写下几个大字:

  目标:Intel8080级别

  集成度:5000电晶体

  主频:1MHz

  时间:三年,1979年底前完成设计定型

  会议室里响起低低的议论声。

  「安静。」赵四敲了敲黑板,「我知道大家在想什么。难,太难了。」

  「咱们的『长城一号』只有2300电晶体,良品率才15%,现在直接翻一倍还多,是不是太冒进了?」

  他顿了顿,环视全场:「我告诉大家,不是我们冒进,是形势逼人。」

  「国际市场上,Intel的8080已经量产,Zilog的Z80马上要发布,MOSTechnology的6502也出来了。」

  「8位处理器时代已经到来,我们再抱着4位不放,等咱们造出来,市场早就淘汰了。」

  张卫东举手:「赵总工,工艺跟不上怎么办?」

  「咱们现在最多做到5微米制程,要集成5000电晶体,至少得3微米。」

  「工艺渐进。」赵四写下这四个字,「这就是我们的策略。不追求一步到位,而是分阶段提升。」

  「第一阶段,用现有工艺,通过优化布局,先做到集成4000电晶体。」

  「第二阶段,等新光刻机到位,再往3微米走。」

  林雪皱眉:「可是布局优化有极限,5000电晶体真的可能吗?」

  「可能。」说话的是杨振华。

  他站起来,走到黑板前,拿起粉笔,「我昨晚算了一夜。如果我们采用新的单元库设计,把标准单元的面积缩小20%,再优化布线,在5微米工艺下,极限可以做到4800电晶体。」

  他在黑板上飞快地画着草图:「看,这是传统的布局方式,浪费了大量空间。」

  「如果我们改成这样,用蛇形走线,这里,这里,都能节省面积。」

  陈星紧紧盯着黑板。

  那些复杂的图形和公式,有些他能看懂,有些完全陌生。

  但他强迫自己记住每一个细节,就像在窑洞里记那些电路图一样。

  「杨工的计算给了我们信心。」赵四接着说,「但光有硬体设计还不够。这次『长城二号』项目,我要成立一个『软体小组』。」

  「软体小组?」下面有人疑惑。

  「对。」赵四点头,「咱们过去只关注硬体,晶片造出来,怎么用?谁来编程?有什么软体能跑?」

  「这些问题,以前可以不想,但现在必须想。因为晶片的价值,最终要靠软体实现。」

  他看向张卫东:「卫东,软体小组你来牵头。」

  「任务有三个:第一,开发『长城二号』的汇编语言和编译器;」

  「第二,设计一个最简化的作业系统内核;

  「第三,编写基础的应用软体,比如文本编辑器、简单计算器。」

  张卫东深吸一口气:「赵总工,这任务……比硬体设计还难。」

  「咱们现在懂软体的人,一只手数得过来。」

  「所以要从头培养。」赵四说,「从今天起,每个硬体设计师,每周至少要花一天时间学软体。」

  「反过来,软体组的人也要学硬体原理。我要的是复合型人才,是既懂晶片又懂编程的人。」

  会议室里安静下来。

  这个要求,超出了很多人的认知范围。

  在他们看来,硬体是硬体,软体是软体,就像钳工和电工,各干各的活。

  「我知道大家不习惯。」赵四的声音缓和下来,「但这就是未来。」

  「计算机不是孤立的晶片,它是一个系统。」

  「硬体是躯体,软体是灵魂。没有灵魂的躯体是行尸走肉,没有躯体的灵魂是无根浮萍。」

  他走到窗边,推开窗户。

  冷风吹进来,带着早春的气息。

  「同志们,咱们在做的,不是一份工作,是一场革命。一场从『制造』到『创造』,从『跟跑』到『并跑』的革命。这条路没人走过,所以每一步都得我们自己摸索。」

  「可能会摔跤,会走弯路,会被人笑话。但如果我们不走,就永远只能跟在别人后面,吃别人剩下的。」

  他转过身,目光扫过每一个人:「现在,愿意跟我走这条路的,留下。觉得太难想退出的,我不怪你,可以申请调去其他项目。」

  没有人动。

  陈启明第一个站起来:「赵总工,我跟你走。」

  林雪第二个:「我也跟。」

  张卫东推了推眼镜:「软体这块,我拼了命也得搞出来。」

  杨振华慢条斯理:「算法我负责,没问题。」

  王技术员眼圈红了:「我老婆子不懂什么软体硬体,我就知道,赵总工指的路,准没错。」

  一个接一个,所有人都站了起来。

  陈星也站起来了。

  他站得笔直,手在微微发抖,但眼神坚定。

  赵四看着这一张张脸,年轻的脸,不再年轻的脸,都有同样的光芒。

  「好。」他只说了一个字。

  但足够了。

  会议持续到中午。

  分组讨论时,陈星被分到陈启明的设计一组。

  「咱们组负责CPU核心设计。」

  陈启明在白板上画着框图,「算术逻辑单元、寄存器堆、指令解码器、控制单元……小陈,你对哪块最熟?」

  陈星老实说:「我都……都不熟。书上只讲了原理,没讲具体设计。」

  旁边一个年轻技术员笑了:「那你来干什么?」

  「小刘!」陈启明瞪了他一眼,转向陈星,「没关系,谁都是从不会开始的。」

  「这样,你先跟我做指令集设计。这是晶片的灵魂,也是最考验设计功力的地方。」

  他递给陈星一本厚厚的笔记:「这是我这些年收集的Intel8080指令集分析,还有Z80的一些资料。你先看,有问题随时问我。」

  陈星接过笔记,沉甸甸的。

  翻开第一页,工整的字迹,详细的注释,还有手绘的时序图。

  「陈老师,这……」

  「叫老陈就行。」陈启明拍拍他肩膀,「抓紧看,下午咱们要开讨论会。」

  「记住,咱们不是简单仿制,是要设计自己的指令集。」

  「既要考虑兼容性,又要考虑扩展性,还要考虑易用性。这可是个大学问。」

  整个上午,陈星都泡在那本笔记里。

  他像一块干渴的海绵,疯狂吸收着知识。

  很多概念他第一次接触。

  寻址方式、中断处理、流水线设计。

  但他强迫自己理解,不懂就问,问陈启明,问组里其他人。

  午饭时,他端着饭盒,一边吃一边看笔记。

  杨振华坐过来,看了眼他正在看的内容。

  「指令编码这一章?」杨振华问。

  「嗯,看不懂。」陈星老实说,「为什么要设计这么多寻址方式?直接寻址、间接寻址、立即寻址、变址寻址……太复杂了。」

  「为了灵活。」杨振华拿过他的笔,在桌上画起来,「你看,假如你要处理一个数组。」

  「如果用直接寻址,你得知道每个元素的具体地址,太麻烦。」

  「但用变址寻址,只需要一个基地址,一个偏移量,循环起来方便多了。」

  他简单几笔,画出了一个循环读取数组的示例。

  陈星恍然大悟:「原来是这样……那中断又是为什么?」

  「让CPU能同时处理多个任务。」杨振华继续画,「比如你在计算,突然有键盘输入。」

  「如果没有中断,你得不停地去查键盘有没有按,浪费CPU时间。」

  「有了中断,键盘按下去,发个信号,CPU暂停手头工作,先去处理输入,处理完再回来继续计算。」

  「我明白了!」陈星眼睛发亮,「就像……就像一个人本来在看书,突然电话响了,他接完电话再回来看书。」

  「对,就是这个意思。」杨振华笑了,「你很会比喻。搞技术的人,有时候缺的就是这种把复杂问题简单化的能力。」

  陈星不好意思地挠挠头:「我是真不懂,所以只能想些土办法理解。」

  「土办法才是好办法。」杨振华认真说,「技术归根结底,是为了解决实际问题。能解决问题的办法,就是好办法。」

  吃完饭,陈星继续看笔记。

  下午的讨论会,他坐在角落里,认真听,拼命记。

  讨论很激烈。

  关于指令集应该设计多少条指令,大家争得面红耳赤。

  「指令越多,功能越强!」一个技术员说。

  「但电路越复杂,成本越高,出错概率越大!」另一个反驳。

  「要兼顾,既不能太少,也不能太多……」

  陈启明听着,偶尔插话引导,但大多数时间让年轻人自己争论。

  等大家吵得差不多了,他才开口:「小陈,你说说看。」

  所有人都看向陈星。

  陈星愣住了。

  他一个新人,刚来第一天,哪有资格在这种问题上发言?

  「别怕,想到什么说什么。」陈启明鼓励道。

  陈星深吸一口气,站起来。

  他想起在陕北的日子,想起老乡们用算盘算帐的样子。

  「我……我觉得,指令就像工具。」他慢慢说,「一个木匠,不需要一百种刨子,但常用的那几种必须好用。」

  「咱们设计指令集,是不是也应该这样?」

  「最常用的操作,比如加减乘除、数据搬运、逻辑判断,这些指令要设计得高效、快速。、」

  「不常用的操作,可以简化,甚至不要。」

  他顿了顿,声音更坚定了些:「我在农村,看老乡们用算盘。」

  「算盘只有加减乘除,但能解决大多数问题。太复杂的计算,他们也不用算盘,用笔算。」

  「晶片是不是也可以这样?把基础功能做扎实,复杂功能让软体去实现?」

  会议室里安静了几秒。

  杨振华第一个鼓掌:「说得好!这就是RISC思想的前身。精简指令集。虽然现在国际上流行CISC,但你这个思路,很有前瞻性。」

  陈启明也点头:「小陈这个比喻很形象。指令集不是越复杂越好,是要好用。好用的标准是什么?是让编程的人舒服,让晶片跑得快。」

  讨论继续,但方向清晰了很多。

  陈星的话像一颗石子,让争论的漩涡找到了出口。

  散会时,陈启明叫住陈星:「今天表现不错。晚上有空吗?」

  「有!」

  「来我办公室,我给你补补课。指令集设计,门道多着呢。」

  「谢谢陈老师!」

  「说了叫老陈。」陈启明笑着走了。

  晚上八点,陈星敲开陈启明办公室的门。

  屋里堆满了书和图纸,几乎没有下脚的地方。

  陈启明正在一张大图纸上画着什么,见他进来,招招手:「过来,看这个。」

  那是一张极其复杂的晶片布局图,上面密密麻麻的线条,像一座微缩城市。

  「这就是『长城一号』的版图。」陈启明说,「2300个电晶体,咱们花了两年时间。现在要做5000个,你觉得关键在哪里?」

  陈星仔细看着图纸,许久才说:「布线……布线太复杂了。」

  「对!」陈启明一拍桌子,「就是布线。电晶体可以画小,但线不能太细,否则电阻大,容易断。线不能太密,否则干扰大。线不能太长,否则延迟大。」

  他抽出一张白纸,开始画:「所以咱们得重新设计单元库。把常用的逻辑门。与门、或门、非门、触发器。做成标准模块,像搭积木一样组合。每个模块的接口要规范,这样布线才容易。」

  他一边画一边讲,从电晶体原理讲到版图设计,从功耗计算讲到时序分析。

  陈星听得如饥似渴,遇到不懂的就问,陈启明也不厌其烦地解释。

  讲到夜里十一点,陈启明忽然停下:「差不多了,今天先到这儿。你回去消化消化,明天继续。」

  陈星站起来,深深鞠躬:「谢谢陈老师!」

  「说了叫老陈。」陈启明摆摆手,「赶紧回去休息,明天任务更重。」

  走出办公楼,夜风很冷。

  但陈星心里是热的。

  他擡头看天,北京的夜空比陕北明亮得多,能看到更多的星星。那些星星有的亮,有的暗,有的聚成团,有的孤零零。

  他想,自己现在就像其中一颗。

  也许不是最亮的,但至少发光了。

  回到宿舍,同屋的另外三个人都回来了。

  都是年轻人,一个来自清华,一个来自北大,还有一个从上海微电子所调来的。

  「你就是陈星?」清华的那个上下打量他,「听说你是自学成才?」

  「谈不上成才,还在学。」陈星老实说。

  「别谦虚了。」北大的那个递给他一个苹果,「赵总工特招的人,肯定有两把刷子。以后多指教。」

  上海来的那个推了推眼镜:「听说你懂电路设计?我正好有个问题……」

  四个人围在一起,讨论起技术问题。

  苹果在桌上传来传去,谁渴了咬一口。

  图纸摊了满床,铅笔在纸上沙沙作响。

  夜深了,楼管来催熄灯。他们才意犹未尽地收拾。

  躺在黑暗里,陈星睡不着。

  他想起了陕北的窑洞,想起煤油灯下那半本破书,想起队长恨铁不成钢的眼神,想起爹信里「安分守己」的嘱咐。

  如果那时放弃了,现在会怎样?

  大概还在黄土高原上,日出而作,日落而息,等着不知道什么时候才能到来的回城机会。

  但现在,他在这里。在中国计算机技术的核心,参与着一个伟大项目的起步。

  这一切,像梦,又不是梦。

  隔壁床传来轻微的鼾声。陈星翻了个身,看着窗外透进来的月光。

  他想,这就是科学的春天吧。

  不是阳光普照的温暖,而是冰雪消融时,种子在冻土下积蓄力量,等待破土而出的那一刻。

  而他,就是其中一颗种子。

  虽然小,虽然不起眼,但终究,发芽了。

  闭上眼睛时,陈星默默许了个愿:三年后,当「长城二号」成功的那天,他要回陕北一趟,告诉队长,告诉爹,告诉所有说他「不务正业」的人。

  看,这条路,我走通了。

  不只是我,还有千千万万像我一样的人,都在走。

  走一条从零开始的路。

  走一条中国人自己的