材料為王 正文 第四十章 架構之爭

作者 ︰ 急凍人

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經過前面的辯論分析,大家對于dec這次個人計算機項目的設計錯誤之處已經總結出來。與之相反,總結出一款好的個人計算機產品要素,便輕而易舉,于是紛紛言。

「應該要同時滿足所有用戶的需求,不能分檔次設計多款計算機,最後討好不成,反而造成自己跟自己競爭……」

「操作系統應該統一、簡單,讓普通人也能較快掌握……」

「性能不一定要最好,但一定要廉價,要基本處于和市場同類產品,同一個價格水平線。我看就以市場上現在最熱銷的app1eII價格為準,主機加微處理器,再配備低容量半導體存儲器,價格不過13oo美元為好……」

工程師們你一言,我一語,按照各自總結的重點,逐漸歸納出一個清晰的產品框架。

郭逸銘非常滿意。

直到今天,他才能確定,這批長期處于計劃經濟條件下,按照上級部門指令和科研、軍事需要,定向指定研的科研人員們,才終于成為了一個以經營盈利為目的,主動研究市場和同類產品,明白客戶需求的研人才。

從78年他在美國注冊西部計算機公司以來,歷經兩年漫漫征程,他終于擁有了一批基本合格的自有研人員!

回過頭來再看,這條路走得多麼艱難,不覺讓人感慨萬千……

「大家都說得很好,可以說在這次討論會後,我們對于自己應該研怎樣的微處理器,有了一個明確的判斷,不會再走岔路,」郭逸銘微笑著肯定了眾人總結出來的要素,但在他們高興地笑起來的時候,決定再教給他們產品設計中的進階原則,「不過,說到同時研多款產品,以滿足市場上不同層次用戶的需求,這本來是電器產業的通行做法。

即,用高檔貨佔領奢侈品市場;用中檔貨佔領廣大中間用戶市場;用低檔貨滿足低收入家庭基本功能需求。

這個設計思路,其實並沒有錯……」

呃?

眾人愣住了。

前面大家經過分析,不是已經確認,dec研究三款不同檔次個人計算機,其實是一種錯誤的思路了嗎?怎麼轉了一圈下來,老板居然又對這種思想似乎持有肯定意見。

他們被郭逸銘變過來變過去的思路,給弄得思維混亂起來。

「呵呵,你們可能覺得很奇怪。dec這三款產品,是我先說這是錯的。怎麼話音未落,我又說這種研思路是正確的……」

與會的工程師們一起點頭,李秋明手中的筆記已經記了滿滿好幾頁,此時也停下筆,听他如何解釋這其中的因果關聯。

「這就涉及到普通家用電器,和計算機這種特殊電子產品的巨大差異。

家用電器靠內部電路,實現某種特定功能。當產品生產出來,經由內部電路設計,它的功能就已經固定了。實現這種功能,只需要接通電路就可以運用,因此操作按鈕非常簡單。即便分為高中低三檔,內部電器電路迥然不同,但它的操作方式卻大同小異,幾乎沒有變化。用戶不需要深入了解這種電器的內部結構和原理,只要知道怎樣用就行了。學會了一種電器的操作,同類型電器的操作便都掌握。

所以,電器可以隨廠家需要,根據市場需求,研出好幾種、甚至是十好幾種同類型、不同檔次的電器產品,在推廣中不會遇到任何阻礙。

但計算機不同。

計算機是以電流信號,按照最基本的o、1作為邏輯判斷的一種特殊電子產品。大量復雜的o、1邏輯門,構成了一個具有特殊用途的功能電路。眾多的功能電路,才綜合為一個微處理芯片。經由數據通道,與內外信號輸入裝置實現數據傳輸、處理,最終構成為一個完整的計算機體系。

處理器運算數據,全靠程序設定。

它的運用功能千變萬化,不是源于計算機硬件本身,而是操作程序調用不同功能電路,以實現不同運算要求!

也就是說,這種復雜的電器,如果沒有相應的程序控制,它就是一個什麼都不會做的傻子、死物!

處理器電路的差異,使得不同的計算機硬件,必須要為其量身訂造一款操作系統。有多少款計算機產品,就必然要配備多少套操作系統。

這才是現在情況下,計算機無法像普通家用電器一樣,根據用戶層次,任意生產多款產品的原因所在。」

他說的是計算機的基本特性,在座的眾人都是行家里手,自然懂得。他們更注意到郭逸銘最後說的那句「現有情況下」這個時間定語。難道老板還有能力,解決這個各大計算機公司都束手無策的難題?

那他就厲害到無法想象了!

郭逸銘將他們的表情收入眼中,輕輕地笑了笑,抬起右手,伸出兩根手指︰「解決的方法,有兩條……」

嘶!

下面坐的工程師們都倒吸一口涼氣,我的媽呀!計算機明幾十年,這麼多大公司努力了這麼長時間,投入無數人心血、大量汗水、巨額金錢都無法解決的難題,老板居然似乎還真地找到了解決的方法。更恐怖的,還不止一條,而是兩條!

難道那麼多計算機公司、專家們,都是尸餐素位的酒囊飯袋不成?

是世間真有人生而知之者,還是他在吹牛?

在倒吸了一口涼氣之後,所有人都用一種復雜的心情,集中全部注意力,側耳傾听他對此有何高見。

「第一條,硬件思路。

設計好幾款不同思路的處理器,就必然需要適應不同匹配的操作程序。我的解決方法是,何必設計很多款不同思路的處理器?

一款足矣!」

一款?

一款的話,如何適應高中低不同層次用戶對計算機性能的不同要求?工程師們愕然一愣,知道其中必有關竅,心中更加好奇。

「一款產品,不同加工工藝耳!」郭逸銘微微一笑,說完這一句,便低下頭揭開茶杯蓋,慢悠悠地呷了一口茶,對眾人目瞪口呆的表情視若不見,悠閑以坐。

下面的人都傻掉了。

一個個坐在自己位置上,呆若木雞,有些人手中的筆、記事本掉了,也沒有覺察。

就這樣簡單?

……

就這樣簡單!

乍一听,郭逸銘好像是在忽悠他們,但仔細一想,這卻並非忽悠,而是真正的解決之道。可是這樣簡單的思路,他們怎麼之前,從來沒想到過?

工藝啊!

用料啊!

工程師們腦子里嗡嗡作響,所有人都剎那間反應過來,在心中大罵自己笨蛋。

集成元器件珊結,可以用鋁珊,還可以用其他貴金屬,更可以用 合金。 合金性能高得多,但成本高,除了少數對性能有極端要求的芯片,大家多是在實驗室研究時才使用。

但誰說不能賣給那些對性能有高要求,又舍得花錢的單位!

只是這麼一點小小改進,芯片的性能就能提升幾個百分點,而電路卻與普通型如出一轍!一款設計,就足以滿足所有用戶群體的要求,並合理合法地劃出了不同的產品價格層次!

了不起!

太了不起了!

這個世上,真的有生而知之者啊!

與會眾人,只要是醒悟過來的人,都用一種高山仰止的目光,看向郭逸銘。他們無法想象,老板是在怎樣的環境中成長起來的,幾十萬計算機從業人員摳破腦皮都想不出解決辦法的難題,在他面前好像就沒有一點疑難,揮揮手,輕飄飄就遞過來一個點子,一個絕對可行的點子!

高中低檔計算機產品,原來是可以實現的!

他們都是從事具體研、生產工作的科研人員,只要明了了這個思路,腦子里的解決方案便源源不斷涌出來。就他們所熟知的加工工藝、材料選擇,他們立馬就可以拿出不下于十種,適應各種用戶群體需要的處理器設計方案。

「第一個解決辦法可行吧?」郭逸銘悠然地喝了一會兒茶,等待眾人臉上恢復了一絲血色,才笑呵呵說道。

「完全可行!」所有人應聲答道,就像學生回答老師提問。

到了這個地步,誰都知道,雙方的差距,不在于「技」,而是對道的理解層次之差。

郭逸銘對半導體的理解深度,已出簡單的技術層次,達到了他們所無法企及,「道」的高度!

舉手投足,隨手拈來,便可化腐朽為神奇,此之謂道也!

郭逸銘看眾人都被他嚇傻了,也有些無可奈何。他總不能說這都是雕蟲小技,我還可以隨手給你們畫一套行星間量子通訊器的全套圖紙?

「好吧,我們接著說第二個解決方案……」

與會眾人全都放下了技術專家心高氣傲的心態,此刻,在他們面前揮斥方遒的,不只是給他們飯碗的老板,更是他們的學術導師!

學有先後,達者為師。

雖然郭逸銘比他們年輕太多太多,在座眾人都是他的叔叔伯伯輩,最年長的李秋明年紀更可以當他的爺爺。但在郭逸銘面前,他們感覺自己除了虛長幾十歲,並無一點可以自傲之處。

「第二個解決方法是軟件實現法。

我們設計一款簡單、功能全面,就是一個什麼都不懂的普通人,稍加訓練也可以熟練掌握並運用的操作程序。然後以此為根本,移植應用于不同型號計算機,作用也是一樣。

然而這一種做法操作起來很復雜。

移植不同的機型,就需要對所有現有機型硬件電路爛熟于胸。但事實上,現在計算機公司都實行的是封閉式設計,所有的關鍵技術並不對外公開。

這就給我們移植不同機型,帶來了困難。

其次,新機型層出不窮。未來個人計算機興起,產品更新換代應該數倍于現有的大型計算機設備。如果前後產品沒有繼承性,每推出一款新產品,為了適應該種產品,就要重新修改移植一遍,效率非常低下,不利于市場推廣。」

已經習慣了郭逸銘的奇思妙想,眾人沒有再吃驚。

仔細分析,的確如郭逸銘所說,軟件移植看似最簡單,其實難度比用不同工藝、不同性能材料達到產品檔次分級,高多了。同時在競爭對手惡意阻攔、技術封鎖下,半途而廢也不是不可能。

「統一計算機標準如何?這樣軟件的繼承性問題就解決了!」一個工程師皺眉思索了很久,突然說了一句。

噗!

郭逸銘剛剛喝了一口茶,就听到這話,一口茶水噴了出去。

「有氣魄!了不起!」他咳嗽著挑了一個大拇指,在其他工程師善意的笑容中,對那個自覺提了一個蠢主意面紅耳赤的工程師說到,「我不是在諷刺你!真的,你這個主意非常好!這也正是我想做的,但現在我們不能這麼公開對外說。否則傳出去,所有的計算機公司都會以我們為敵。記住,悄悄地進村,打槍地不要!」

「哈哈哈哈!」

會場內爆出一陣哄然大笑,眾人都是從那個激情年代過來的,這句電影台詞听過沒有一百次,也有十好幾次了。這次被郭逸銘用鬼鬼祟祟的語氣說出來,每個人都有「我輩中人」的認同感,對這句話中的笑料心領神會,不覺哄堂大笑。

統一計算機標準,原來公司的宏偉目標,竟然是這個麼?

笑過之後,想到郭逸銘半是開玩笑、半是認真的樣子,所有人心中都浮現出這樣一個想法。如果是真的,並且做到了……

想到以後他們所設計的計算機,將成為全球所有計算機公司所公認的唯一標準,每一個人胸中都熱血沸騰。

盡管這個目標是如此渺茫,近乎于天方夜譚,但是,有這樣一個目標在前方指引他們前行的道路……

好像真地挺帶感的!

眾人你看看我,我看看你,在同伴的臉上、眼中,他們似乎看到了一種被稱之為野心的熊熊火焰,正在騰騰燃燒。

進入西部計算機公司,成為郭逸銘的部下,可能是他們這輩子,做得最正確的一件事了!

「啪啪!」

郭逸銘拍著手,把他們從yy中喚醒到現實,對于標準一事,他沒有引申開來細談。成功與否,不決定于他們的決心有多大。為有犧牲多壯志,敢叫日月換新天的豪情固然可貴,但沒有正確的行動指引,終究一事無成。

也只有他這個穿越者,才能真正看清前路,帶領大家走上一條康莊大道!

不過他無須說明。

能跟著他走下去的,他自然盡力提攜。中途掉隊了,他也不會回頭。這條路必然是艱辛的,會付出巨大犧牲,只有心志堅定者,才能陪他走到盡頭,迎來那天邊第一線曙光。

「好了,目標明確了,現在我們再回過頭來,從技術角度來談談我們的第一款微處理器的設計思路……

時間不多,我們不再天馬行空,我先為大家畫一個圈子好了。

構架、工藝、操作系統,大家就圍繞這三個方面來討論,先是第一個方面,構架,我們的微處理器,究竟采用什麼構架來設計?」

談到具體技術細節,眾人都精神起來,這是他們的長項。

處理器架構,詳細說起來很多,每家公司都有自己的設計標準和專攻特長。但在畫繁為簡之後,總體可以歸納為兩類。

精簡型架構、復雜性架構。

計算機運算是靠無數的o、1邏輯判斷組合而成。眾多的o、1組成了復雜的邏輯門,眾多的邏輯門形成功能電路,調用不同功能電路對數據進行計算,產生不同的指令運算。

早期的電子計算機是很簡陋的,用電子管搭建結構。那時候沒有什麼架構之爭,能夠用這套簡陋電路完成專門的運算需求,已經是最大的幸福了,哪里還敢奢望更多?敢這麼說的人,腦袋都要被別人彈腫!

不同的運算要求,產生了不同的計算機型號,每一種都對應了一個專業的計算領域。

石油、化工、數學、天文、機械、空氣動力……

在六十年代半導體產業興起之後,計算機結構開始復雜化,功能逐漸強大,運用面也開始逐漸廣泛。為了節約成本,讓特殊行業之外的一般商業機構也能買得起、用得起計算機,一種計算機應該要能夠跨領域使用的呼聲,開始高漲。

通用計算機開始出現。

一條數學函數,可以歸為一條指令;一個存取動作,可以歸為一條指令。無數的指令疊加,設計入電路,做成集成電路,這就是處理器。為了滿足不同領域的需求,各個公司都針對用戶需求,將他們的一個個簡單動作操作,固化為一條條指令,寫入處理器內部電路。

指令漸趨繁雜。

這就是復雜架構型計算機。

這個時候的通用計算機,都是這種復雜架構處理器。用戶編寫程序,直接調用處理器內的專用指令,進行組合運用,就可以進行需要的計算處理。

將指令設計為程序,從數據存儲器上調用,不是不可以,但度哪有集成在處理器內快?

十多年來,當半導體工藝水平飛展,處理器內疊加的指令也越來越多、越來越龐大。各個公司、各種領域、各個用戶都試圖將自己設計的指令加入處理器,方便他們使用。而計算機運用範圍的擴大,又加了這種行為的快增殖。每一條新指令都要設計一個專用的電路,處理器在快新增的新指令堆積下,漸漸開始變得不堪承受之重。

因應這種瘋狂疊加的現象,讓計算機回歸最初的呼聲出現。

例如加州大學伯克萊分校的帕特遜教授,從去年開始對計算機處理器結構進行研究。他公開的研究報告顯示︰現在各公司推出的處理器,8o%的運算,實際是由2o%的電路所完成的。這也意味著,一塊處理器中,有8o%的電路大多數時候是處于閑置狀態,只在很少的情況下被調用。

大量閑置的電路,時刻處于充電狀態,能量的消耗、電路散出的熱量、對相鄰電路的干擾,反而降低了處理器的運算效率。

這種理論漸漸被更多的科學家研究後所認可,他們也相繼出呼吁,要求別再往處理器添加大量無效指令了。最好是能將現在已經臃腫不堪的指令大幅削減下來,保留其中最核心的十幾條指令就足以完成基本運算,讓計算機揮最高使用效率。

于是精簡指令集倡議,開始對計算機處理器如何設計架構,提出了新的課題。

郭逸銘他們現在就要考慮,他們是采用傳統的復雜架構型處理器呢,還是順應呼吁,用更精簡的指令來構建處理器電路設計。

「我看還是用復雜架構的好!」四機部計算機所的勞工程師慢吞吞道,「大家都用復雜架構型,我們標新立異,能否為市場所認可還未可知。復雜架構已經成熟,而精減指令,到底要精簡到什麼程度?是將所有很少使用的指令都精簡,還是有所選擇?這需要長期的研究才能得出結論。一旦初戰失敗,對大家的信心會造成重大打擊。」

「我贊成!」

「我也同意。現在市場上采用復雜架構,這是由計算機硬件性能所決定的,不是拍腦瓜子想出來的。現在的計算機數據存儲,無非是磁芯、半導體、磁帶,以及我們自己明的軟盤。

這幾種存儲裝置,磁芯太笨重、半導體太貴,而且這兩種普通用戶基本上都用不起。就連大公司使用的商用機,存儲電路也達不到1兆!

磁帶倒是很便宜,可磁帶度太慢、定位困難,調用一個指令,光是讀就要幾分鐘,讓人無法忍耐……」

他這話得到了很多人的認可,許多人都點起頭來。

國內的技術水平低,許多研究單位即便配備了計算機,好多還在用磁帶存儲數據。磁帶都算跟上時代潮流了,用卡片、紙帶的都有。這種存儲裝置的缺點,所有人都深有體會,為了運算一個科學項目,編程、為紙帶卡片打孔、嘎嘎嘎被計算機吞進去識別,全過程耗時個把月那是常事。打孔也是個技術活,許多單位還有專門為打孔員,熟練處理紙帶錄入時出現的故障。

要是打錯了孔,審核時又沒現……

天啦,那就是一場災難!不是推倒重來,就是得到一個錯誤的計算結果,無論哪個結果,對申請使用計算運算的科研人員、計算機操作員,都生不如死!

一想到精減指令的技術難題,所有人都心有竊竊焉的同感。

「……我們自己研的軟盤,度比磁帶快很多,但比半導體存儲器依然慢得多。一條兩條指令無所謂,一個復雜的科學計算,涉及到大量指令調用的話,那就痛苦了。遇到處理器中沒有的指令,運算就要停頓下來,從磁盤調取,度慢也就不說了,關鍵是佔用內部存儲單位!

一台個人計算機內部存儲器能有多大?

4k?8k?

頂天了32k!

這麼多的指令都從磁盤調用,要佔用多大的內存空間?還給運算留出了空間嗎?難道我們給每一個賣計算機的用戶說︰請您給計算機配上64k的內存,如果要追求更高性能,最好配備128k的內部存儲器。我敢說,只要我們的處理器是這樣設計,絕對賣不出去!」

「勞工說得太對了!」

「這也是我想說的!」

工程師們紛紛附和他的觀點,現實不是計算機公司選擇了復雜架構型,而是技術現實,讓現在的通用處理器,只能采用復雜架構型。

但偏偏有人不這麼看。

標榜有多大肚子吃多少飯的急先鋒彭之旭又站了起來,旗幟鮮明表達自己觀點︰「我不同意勞工的看法。

的確,精減指令有太多缺點,但我們更要立足于自身來看。

復雜指令好不好?

就現在運用來看,我認為是好的,至少比精簡指令好……」

眾人奇怪了,他又說復雜指令好,又不同意勞工的意見,想想他向來堅持的觀點,眾人也就為之釋然,必然又是他那一套老理論了。

果然。

「但是,要做出一款性能優異的微處理器,對半導體工藝的要求極高。我們連nmos都沒掌握,還想搞出來cmos電路?爬都沒學會,就想跑了?如果持這種觀點,我看遲早是要跌跤的!」

他這尖刻的話激起了贊成復雜架構的工程師們的怒火。

「彭工這話听起來好像有道理,可現在國際上已經流行cmos了,如果我們不迅趕追潮流,等到我們吃透了nmos,到時候可能新的技術又出來了。難道我們到時候又繼續學那種新技術,就這樣亦步亦趨,永遠跟在別人後面吃灰?」

因為彭之旭的話太刻薄,對方說話也沒留情面。

彭之旭也是個 脾氣,他倔強道︰「不管你說一千、道一萬,哪怕理由再充分,可我們做不到就是做不到!我給你設計一個需要集成三萬元器件的芯片,你做得出來嗎?做得出來,那沒話說,可問題是,我們就做不出來!cmos需要的光刻機國內有嗎?淨廠房有嗎?淨廠房我們現建能夠實現,光刻機你造得出來的嗎?就算你造得出來,要用多少時間?兩年能拿出來嗎?三年呢?五年十年呢?等你五年十年拿出了合用的光刻機……,我要那落後玩藝兒來干嘛!」

他直指核心的話,讓所有人心中都為之一痛。

他們心中的雄心壯志再高漲,可面對國內的制造業,就算最樂觀的人,也只有黯然低下頭。

光刻機可不只是需要一些精密加工件,它是光學、化學、機械、自動化諸多學科理論實踐的綜合產物,是一個國家技術儲備實力的具體體現!

沒有底蘊的國家,除非從國外引進技術,或是直接購買成套設備,否則玩都玩不起!

中國能買到嗎?

技術被封鎖,設備被封鎖,或許郭逸銘能帶回去一部分技術,但是否全面還不知道。哪怕他帶回去了所有的全套技術,國內會重視嗎?重視了,需要多長時間來調整全國相關產業生產計劃?什麼時候才能拿出相關設備?

現代技術進步,從來就不是某一項高精密科技的進步。它牽一而動全身,需要的是整體科技的全面進步!

規模之深遠、影響之宏大,只有中央親自決策,全國一盤棋統一規劃,才有可能實現。

搞這麼大動作,就為了幫他們搞出一款適應市場需求的微處理器?

啊呸!

你以為你是誰啊!a全文字更新

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