第156章
林秋站在人群的最后,他看着眼前这一切,看着这群可爱的人,心中那根绷了三个月的弦,终于彻底松了下来。一股巨大的疲惫感,伴随着无与伦比的喜悦,席卷了他的全身。
但他知道,现在还不是庆祝的时候。
他走到测试台前,声音不大,却清晰地传到每个人的耳朵里。
“别停。”
众人从激动的情绪中回过神,不解地看着他。
“跑Dhrystone和Whetstone测试程序。把频率从20MHz开始,一步一步往上加。我要看它的性能极限。”林秋的眼神里,燃烧着一种新的火焰,“我们的‘龙芯一号’,不是只能说‘你好’的乖宝宝。”
他转向周毅和吴佳栋。
“把它逼到极限。我要知道,我们这辆‘手动挡的破车’,究竟能跑多快!”
吴佳栋的手指,重新放在了键盘上。周毅也站了起来,眼中重新燃起了斗志。
是啊,活下来,只是第一步。
他们要向那个远隔重洋的戴维斯教授证明,他们不仅能活下来,还能活得很好,跑得很快!
屏幕上,基准测试的程序开始运行,一排排滚动的数字,代表着CPU正在进行的每秒百万次的运算。
所有人都屏住了呼吸,等待着最终的性能报告。
而林秋,则拿出手机,翻出了一个号码。那是他通过中科院的领导,要到的戴维斯教授的联系方式。
他编辑了一条短信,只有简短的一句话:
“Professor Davis, the silicon is talking. Are you ready to listen?”
(戴维斯教授,硅片开始说话了。您准备好倾听了吗?)
发送。
三个月之约,到了。
“跑Dhrystone和Whetstone测试程序。把频率从20MHz开始,一步一步往上加。我要看它的性能极限。”
林秋的话像一道冷静的指令,将所有人从狂喜的云端拉回了坚实的地面。吴佳栋几乎是本能地应了一声,手指已经悬在了键盘上方。周毅也立刻站到他身后,目光紧紧锁定屏幕,他知道,接下来的数据,将是决定“龙芯一号”是“能用”还是“好用”的关键。
Dhrystone测试整数运算性能,Whetstone测试浮点运算性能。这是业界通用的两把标尺,简单、粗暴,却能最直观地衡量一颗CPU的算力。
“先跑Dhrystone,频率20MHz。”吴佳栋下令。
他敲下回车,测试程序被加载进内存。屏幕上,代表着CPU活动的日志飞速滚动,一串串数字和符号,像奔流不息的瀑布。在场的工程师们,都能看懂这瀑布背后代表的意义:取指、译码、执行、访存、写回……那一百多万个晶体管,正以每秒两千万次的节拍,进行着不知疲倦的舞蹈。
几十秒后,瀑布停歇。一个数字被打印在屏幕的最后。
“DMIPS,25.7。”周毅几乎是脱口而出,声音里带着一丝颤抖。
DMIPS,即每秒百万条Dhrystone指令数。25.7这个数字,意味着在20MHz的频率下,龙芯一号每秒能执行超过两千五百万条指令。
“比我们仿真时最好的结果,还高了百分之五!”一个年轻工程师忍不住喊道。仿真是理论,硅片是现实。现实超越了理论,这是最好的消息。
“别吵。”老马低喝了一声,但谁都看得出,他紧紧攥着的拳头,暴露了他内心的激动。他这辈子,第一次见到自己亲手“打磨”的电路,能跑出这样的数据。
“加频。”林秋的声音依旧平静。
“30MHz。”吴佳栋的手指在键盘上敲击,像在弹奏一曲激昂的战歌。
日志再次飞速滚动。这一次,所有人的心都提到了嗓子眼。频率的提升,对芯片内部的时序要求是指数级增长的。任何一处微小的延迟,都可能导致数据出错,系统崩溃。
结果出来了。
“DMIPS,38.5!性能……性能是线性增长的!”周毅的声音拔高了八度。
这意味着,从20MHz到30MHz,芯片内部的所有关键路径,都稳稳地跟上了节奏,没有任何瓶颈!
“继续!”陈功厂长大手一挥,他已经完全顾不上厂长的架子,像个焦急等待开奖的彩民。
“40MHz!”
“50MHz!”
“60MHz!”
吴佳栋的每一次敲击,都像一次心脏的重击。屏幕上的DMIPS值,也随着频率的提升,一路狂飙。40,50,60……数字的每一次跳动,都让办公室里的空气更加炽热一分。
雷天君在一旁看得目瞪口呆,他完全不懂那些数字的意义,但这并不妨碍他感受那种越来越疯狂的气氛。他凑到林秋身边,压低声音:“林总,这……这是个什么情况?咱们这车,是换了涡轮增压吗?”
林秋的嘴角,终于勾起了一抹无法抑制的弧度:“我们设计的保底时钟是20MHz,目标是跑到33MHz。现在看来……”
他没说完,但所有人都明白了他的意思。他们远远低估了这颗芯片的潜力,或者说,他们低估了“老马们”的经验,与年轻工程师们的拼劲结合起来,能创造出怎样的奇迹。
“70MHz!”吴佳栋的声音已经带上了嘶吼。
屏幕上的日志,依旧在狂奔。
“DMIPS,89.9!”
“80MHz!”
“DMIPS,103.2!”
当DMIPS值突破一百的时候,整个实验室沸腾了。这意味着,在80MHz的主频下,龙芯一号的整数运算性能,已经超过了每秒一亿次指令!这个数据,放在国际上,虽然还远不是顶尖,但已经稳稳地站在了主流商业处理器的门槛上!
“我的天……”陈功喃喃自语,他靠在墙上,感觉腿有点软。他比任何人都清楚,这个数字对先锋厂,对整个中国的半导体产业,意味着什么。这不是一个玩具,这是一个真正的、有商业竞争力的产品。
“还能加吗?”周毅的眼睛里闪着光,他看向林秋,像是在请求最后的冲锋。
林秋看着屏幕上的数据,又看了一眼万用表上稳如泰山的电流读数,点了点头。
“吴老师,小心点,从现在开始,1MHz、1MHz地往上加。”
“好!”
“81MHz,通过!”
“82MHz,通过!”
“83MHz……”
当频率加到85MHz时,屏幕上的日志滚动,突然卡顿了一下,然后,一片乱码闪过,系统崩溃了。
“崩了!”吴佳栋喊道。
然而,这一次,没有人沮丧。所有人的脸上,都洋溢着一种酣畅淋漓的,胜利的喜悦。他们找到了这颗芯片的极限。84MHz!这是他们用自己的“土方子”,榨出来的,每一滴性能的精华!
“哈哈哈哈!”雷天君终于忍不住,爆发出一阵惊天动地的狂笑,“八十四!发誓!老天爷都说咱们要发!我就说拜神有用吧!苍天在上,硅神显灵了!”
他一把抱住身边的老马,想把他举起来,却发现这位老人如同磐石一般,纹丝不动。老马没理会他的胡闹,只是定定地看着那个最终定格在84MHz的数字,浑浊的眼睛里,一片晶莹。他缓缓地抬起手,那只画了一辈子版图、布满了老茧的手,轻轻地,抚摸着测试板上那块小小的、温热的芯片。
“好孩子……真是个好孩子……”他喃喃地说。
周毅靠在吴佳栋的椅背上,感觉全身的力气都被抽空了。他看着屏幕上那个崩溃的画面,却觉得那是他见过的,最美的风景。戴维斯教授的话,又一次在他耳边响起——“它没有未来”。
不,周毅在心里说。它的未来,就在这里。就在这84MHz的频率里,就在我们这些不完美的“手工作坊”师傅和不完美的“科班”学生的争吵与合作里。
办公室里,欢呼声、笑声、甚至隐约的哭声,交织在一起。几个年轻的工程师,把一瓶可乐摇得像香槟一样,喷得到处都是。陈功厂长没有阻止,他只是笑着,从口袋里摸出一包皱巴巴的“红双喜”,给老马递了一根,自己也点上了一根。两个老伙计,就像几十年前在车间里攻克某个技术难题后一样,沉默地抽着烟,烟雾缭绕中,是无需言说的默契和满足。
林秋站在人群外围,静静地看着这一切。他享受着这一刻的喧嚣,这喧嚣,是对他们三个月苦难最好的奖赏。
过了许久,他拍了拍手,让大家安静下来。
“整数性能摸清楚了。现在,测浮点。”
狂欢的气氛再次被拉回工作状态。
“跑Whetstone,频率从80MHz开始,往下找稳定点。”
浮点运算单元(FPU)是芯片里另一只“电老虎”,它的设计比整数单元复杂得多,对时序也更为敏感。
经过一番测试,他们很快找到了FPU的甜点区。在66MHz的频率下,龙芯一号的浮点性能,达到了一个相当可观的水平,虽然不像整数性能那样惊艳,但也足以应对当时主流的科学计算和图形应用。
“好了。”林秋看完了所有数据,终于宣布,“第一阶段的性能测试,结束。”
他转向陈功:“厂长,可以准备一份初步的性能报告了。整数主频,稳定运行在80MHz,峰值84MHz。浮点主频,稳定运行在66MHz。”
陈功用力地点着头,他已经激动得说不出话来。
“大家先别急着庆祝。”林秋话锋一转,目光变得锐利起来,“性能,只是PPA铁三角中的一个角。我们这辆车能跑多快,已经知道了。但它跑起来,到底有多耗油,我们还一无所知。”
他指着测试台上的功率分析仪,“吴老师,周毅,接下来,满负荷运行Dhrystone,持续十分钟。我要看到最真实的功耗曲线,以及芯片核心的温度变化。”
刚刚还沉浸在胜利喜悦中的众人,心头又是一凛。
是啊,跑得快,不算真正的英雄。跑得快,还吃得少,跑得稳,才是真本事。真正的考验,才刚刚开始。
雷天君看着林秋,挠了挠头,小声对旁边的陈功说:“我怎么觉得,林总师比我们那个净化车间的主任,还像个质检员?刚跑出个世界纪录,他不想着开庆功宴,先问刹车灵不灵,油箱漏不漏。这人,太可怕了。”
陈功弹了弹烟灰,看了一眼那个已经重新投入战斗的年轻背影,低声回道:“所以,他才是总设计师。”
功率测试,开始了。
实验室的气氛,从刚才的狂热,转为一种专业的审慎。吴佳栋在电脑上设置好测试脚本,让CPU进入满负荷运行状态,Dhrystone程序像一个永不停止的循环,一遍遍地鞭策着每一个晶体管。
功率分析仪的屏幕上,一条绿色的曲线开始向上攀升。这条曲线,代表着芯片的实时功耗。所有人的目光,都汇聚在这条曲线上。
曲线很快越过了一个数值——这是他们在设计阶段,通过仿真软件预测的峰值功耗。
“嗯?”周毅的眉头皱了起来。
曲线没有停下的意思,继续顽强地向上爬升。它越过了预测值的10%,20%……
吴佳栋的脸色也变了。他下意识地检查了一下测试的电压和频率设置,确认无误。
最终,在持续运行了大约三分钟后,曲线终于趋于平稳,在一个远高于预期的平台上,轻微地波动着。
“峰值功耗……比仿真结果,高了42%。”吴佳栋的声音干涩,他报出这个数字时,自己都有些不敢相信。
实验室里,刚刚还因为性能突破而点燃的火焰,仿佛被一盆冷水,兜头浇下。
42%的功耗超标,这不是一个小问题。它意味着发热将远超预期,对散热系统的要求会大大提高;意味着用在便携式设备上,电池续航会大幅缩短;更意味着,在成本和稳定性上,埋下了一颗巨大的隐患。
“怎么会这样?”一个年轻工程师失声说道,“我们的静态功耗不是很完美吗?上电的时候,电流低得像教科书一样。”
“这是动态功耗。”老马的声音沉了下来,他死死盯着那条绿色的曲线,仿佛想用目光把它压下去,“是晶体管在开关时产生的功耗。静态功耗低,说明我们的工艺没问题,没有漏电。动态功耗高,说明……说明我们的设计,在跑起来的时候,有问题。”