从坐在车上,李枭心中也是琢磨起了cdc7600超级计算机的研究。
cdc7600超级计算机,绝对是计算机发展史上的一个重要里程碑,已经脱离了普通计算机的范围,而是超级计算机。
也是能广泛应用于核武器模拟、气象预测、流体力学等尖端科学计算领域。
当然想要达到这个年代计算机的巅峰,也不是那么一件容易的事情,也面临着一系列突破性挑战。
像是cpU。
就是多功能单元并行架构,采用 “指令级并行” 思想,包含10个独立功能单元,按任务分工。
这十个划分,两个负责2个浮点加法器,负责处理加减、比较,两个负责浮点乘法器,处理乘法、平方,一个则是负责浮点除法器,另外剩余的五个。
两个负责处理地址计算、逻辑操作,可以说是整数运算单元。
剩余的三个则负辅助功能单元,也就是处理移位、数据转换、指令译码等等!
也正因为这种设计,才让cdc7600计算机那么快。
但想要制造出来多功能单元并行架构可不是那么容易的,是制造cdc7600计算机中最难的一个瓶颈。
它需要挑战硬件设计、软件适配、系统协同等多个层面,也需要突破物理极限、逻辑复杂度和工程实践的三重约束。
就拿硬件来讲,10个独立功能单元,就需通过交叉开关网络实现动态互联,而这其中仅控制逻辑就包含约10万个晶体管,此外还要开发出动态指令调度器,用于进行调节。
不仅如此10万个晶体管,这还不是全部的电子元件,还需要用到100万个电阻电容,以及一些集成电路。
这就又面临一个问题那就是焊接的问题,要知道现在还是手工焊接的时代,想要把这些原件连接起来,那可以说是一场“噩梦”。
在上一次的大型晶体管计算机的制造上,李枭已经经历过一次,它是真的不想经历第二次。
但这年代的印刷电路板仅能实现16层布线,这就很难办了,或许也只能向上一样,向上面打报告,调集全国能调集的所有八级电工师傅,来一起完成这一项工作。
利用人海战术来解决。
其次就是散热问题。
要知道采用EcL,也就是发射极耦合逻辑,虽然能实现10纳秒的运算周期,但每个门电路功耗达10毫瓦,整机功耗高达50千瓦,如此高的耗电可是意味着,会散发出大量的热量。
而在这种情况下,按照晶体管的特性,EcL电路工作温度超过 55c时,晶体管增益下降 30%,可能导致运算错误
所以这台计算机必须使用液冷 + 风冷混合系统,普通的散热根本就没作用,但要知道氟利昂冷却液容易泄露,这就必须在这方面做出设计,防止泄露,那样一来不仅麻烦,其部署成本也堪比小型发电站。
耗费十分的大。
不过这不是最重要的,最重要的还是软件生态问题。
这个年代的FoRtRAN编译器无法自动识别并行指令,这又是一款新机型,必须要,程序员需手动调整代码顺序以匹配硬件架构。
虽然李枭在网上搜索出了cdc7600超级计算机的设计思路,以及设计图,也在一些书籍上找到了关于cdc7600超级计算机程序的内容。
但因为这款计算机距离前世太过于久远,一些资料也是很难搜索到的,特别是程序这一块。
这就意味着他需要耗费更多的时间去研究,并且还很容易出错。
此外还有资源分配精细化,cdc7600超级计算机之所以可以让10个单元一起工作,完全依赖于硬件级任务调度器,这个任务调度器实时监测 283亿晶体管的负载状态。
它的复杂程度可是一点也不比研究出程序来的低。
最后就是存储速度与cpU的代差鸿沟,要知道cdc7600超级计算机,它导弹的cpU运算周期是10纳秒,主存存取周期为780纳秒,速度相差78倍。
如果每次cpU每次运算都要等待主存数据,这也就意味着并行优势将完全被抵消,也就没有必要设计出这款计算机。
这也是这个年代普遍存在的“存储墙” 问题。
想要解决这一问题,还是要从两方面下手,一个就是增加 “预取缓冲”设置,来自动提前读取下一条指令和后续数据,还有就是优化存储控制器,采用“流水线访问”,这样一来就能够将连续访问的平均延迟降低。
来从侧面解决这一问题,不影响计算机的运算速度。
想着这些,李枭感觉没个半年一年的,想要完成这计算机的制造不可能,不过好在现在的计算机研究所,可以说是人才辈出。
一个个都是后世有名的科研人才,有了这些人的加入,他也不需要操那么多的心,告诉他们研究的方向,研究的办法,让带着众人去研究就可以。
不然的话同时开展三个项目的研究,他可受不了,在着媳妇现在又生了二胎,他也要多照顾一下,多把一些心思放在家庭上面。
但就算如此,此次要调集的人员少说也要有近千名,来一起来完成这一项工程。
还是要写一份申请报告的,来让上边调资源调人才,不过问题应该不大。
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