第321章 从零开始的长城二号（第1页）

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，“你用二极管做与门，理论上没错，但实际应用中会有压降问题。为什么不用晶体管？”“我……我没学过晶体管电路。”陈星脸红了，“那本书只讲到电子管和二极管。”杨振华抬起头，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：tel8080级别集成度：5000晶体管主频：1hz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晶体管，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，tel的8080已经量产，zilog的z80马上要发布，ostechnology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晶体管，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晶体管。”“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晶体管真的可能吗？”，！“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晶体管。”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，“但光有硬件设计还不够。这次‘长城二号’项目，我要成立一个‘软件小组’。”“软件小组？”下面有人疑惑。“对。”赵四点头，“咱们过去只关注硬件，芯片造出来，怎么用？谁来编程？有什么软件能跑？”“这些问题，以前可以不想，但现在必须想。因为芯片的价值，最终要靠软件实现。”他看向张卫东：“卫东，软件小组你来牵头。”“任务有三个：第一，开发‘长城二号’的汇编语言和编译器；”“第二，设计一个最简化的操作系统内核；“第三，编写基础的应用软件，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……比硬件设计还难。”“咱们现在懂软件的人，一只手数得过来。”“所以要从头培养。”赵四说，“从今天起，每个硬件设计师，每周至少要花一天时间学软件。”“反过来，软件组的人也要学硬件原理。我要的是复合型人才，是既懂芯片又懂编程的人。”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，硬件是硬件，软件是软件，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。”“计算机不是孤立的芯片，它是一个系统。”“硬件是躯体，软件是灵魂。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：“软件这块，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件硬件，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、指令译码器、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。这是芯片的灵魂，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tel8080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。小主，这个章节后面还有哦，，后面更精彩！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账的样子。“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。”“芯片是不是也可以这样？把基础功能做扎实，复杂功能让软件去实现？”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，让芯片跑得快。”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芯片布局图，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个晶体管，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。晶体管可以画小，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。”小主，这个章节后面还有哦，，后面更精彩！他一边画一边讲，从晶体管原理讲到版图设计，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。他抬头看天，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路。：（）穿越五九，开局签到八级钳工