第434章 昆仑之心 (3/3)

他放下教鞭，念出一串数字：“引脚数，我们定在48个。间距2.5毫米。”

台下有人记笔记。

宋颜继续念：“这48个引脚的分配是：电源两个，地线两个，数据总线二十四个，地址总线八个，控制线八个，保留测试四个。”

夏先生举手：“宋教授，二十四条数据总线，是单向还是双向？”

“双向。”宋颜说，“控制芯片和运算芯片之间要交换数据，必须双向。”

“那冲突怎么解决？”夏先生问，“同一时刻，两边同时往总线上发数据，不就烧了？”

宋颜点点头：“夏先生问得好。这个问题，我们在设计总线控制器的时候会考虑。基本原则是，控制芯片掌握总线控制权。运算芯片要发数据，必须先申请，控制芯片同意之后才能发。”

夏先生点点头，在本子上记了一笔。

陈教授又举手了：“宋教授，我问一个逻辑层面的问题。你这八个芯片，用什么样的逻辑互联方式？是总线式，还是点对点？”

宋颜走到第六张图纸前。

那是一张拓扑图，画着一个中心方块，周围七个方块，全部用线条连接到中心。

“总线式星型拓扑。”他用教鞭指着图纸，“所有通信，都通过控制芯片中转。”

他把教鞭放在中心方块上：“全局指令总线，16位，从控制芯片广播到所有运算芯片。这条总线上携带的，是当前要执行的指令操作码。所有pe同时接收，同时执行。”

他把教鞭移到周围的一个方块上：“局部数据总线，16位，双向，用于控制芯片与运算芯片之间的数据交换。每次只能和一个运算芯片交换数据，通过片选线选择。”

他指着另外几条线：“片选线，7根，控制芯片用它们单独选中某个运算芯片。全局时钟线，1根，所有芯片共用同一个时钟源。”

他放下教鞭：“这套方案的好处是简单。所有pe听同一个指令，步调一致。数据交换虽然要分时进行，但对向量运算来说够了。大部分时候，pe只跟自己的局部缓存打交道，不需要频繁跟控制芯片换数据。”

秦世襄举手：“宋教授，时钟同步的问题，你打算怎么解决？”

宋颜走到第七张图纸前。

那是一张时钟分发网络的示意图。

图上画着一个晶振，然后一根线分叉成7根，每一根都画得弯弯曲曲，长度一样。

“秦教授问到了关键。”宋颜说，“向量运算的精髓，就是‘步伐一致’。所有pe必须在同一个时钟节拍执行同一条指令。差几纳秒都不行。”

他用教鞭指着那个晶振：“时钟源，我们准备用秦教授你们西军电研制的石英晶体振荡器。温漂控制在百万分之一以内，稳定性没问题。”

他指着那些弯弯曲曲的线：“时钟分发，我们从控制芯片出发，通过等长的蛇形走线，分发给七颗运算芯片。所有走线长度一模一样，确保传输延迟一致。”

他指着接收端：“在每个运算芯片内部，我们设计了时钟缓冲与整形电路，消除信号在传输过程中可能产生的畸变。”

他放下教鞭：“秦教授，这套方案，您认为可行吗？”

秦世襄点点头，没说话。

包康建举手了：“宋教授，我问一个数据交互的问题。数据从磁盘到芯片，再从芯片回磁盘，这个流程怎么走？”

宋颜走到第八张图纸前。

那是一张时序图，画着几条横线，上面标着各种时间刻度。

“包教授，这个问题，我们是这样设计的。”

他用教鞭指着第一条横线：“广播指令。从控制芯片发起，通过指令总线同时广播到所有pe。这个过程，一个时钟周期内完成。”

他指着第二条横线：“加载数据。从控制芯片发起，通过数据总线送到指定pe。这个过程需要地址译码，哪个pe，哪个寄存器，都要指定。所以慢一点，两到四个时钟周期。”

他指着第三条横线：“读取结果。从指定pe，通过数据总线送回控制芯片。同样需要两到四个时钟周期。”

他把教鞭放下：“至于pe之间的直接通信，我们这个版本不支持。向量运算的特点是‘数据并行’，每个pe处理自己那一块数据，不需要跟邻居交换。需要交换的时候，通过控制芯片中转。”

包康建点点头：“明白了。”

夏先生站起来，走到台上。

他接过宋颜手里的教鞭，面对全场。

“同志们，宋教授刚才讲的这个方案，我听了，也问了。现在我说几句我的看法。”

他用教鞭指着那张系统框图。

“八个芯片，一个控制，七个运算。五十六个运算单元。800的集成度。五微米工艺。双列直插陶瓷封装。总线式星型拓扑。等长蛇形走线时钟分发。”

他一口气念完，然后转过身。

“这个方案，在当前的技术条件下，是极具雄心的。但它不是空中楼阁。它建立在6305厂的工艺能力上，建立在西军电的晶振技术上，建立在我们计算机所十几年搞计算机的经验上。”

他顿了顿：“如果这个方案能成功，这将是完全自主的、达到国际前沿水平的中国第一代向量处理系统。”

台下响起一阵掌声。