第408章 算法优化

　　凌晨四点，神经缓冲算法实验室里依旧灯火通明。空气里除了松香和金属味，又多了一股浓咖啡烧焦的苦涩气息。三个烟灰缸已经堆满烟蒂。

　　秦工盯着屏幕上最新一轮模拟测试的结果，眼球布满血丝。他摘下眼镜，用力揉了揉鼻梁。“延迟降到四点二毫秒了，但代价是能耗又反弹了百分之八。这个平衡点……简直像在针尖上跳舞。”

　　刘工靠在椅背上，双手枕在脑后，盯着天花板。“问题出在架构上。我们现在的机载战术计算机是为火控和姿态控制设计的，擅长顺序执行高精度浮点运算。但神经信号处理是另一回事——它需要的是海量并行流水线操作，对实时性要求严苛到微秒级。”

　　他坐直身体，在键盘上敲击几下，调出一张硬件架构图。“你看，每次算法要处理十二个通道的神经信号，每个通道每秒采样两万次，每次采样要做六层滤波、特征提取和动态缓冲计算。现有的单核处理器只能排队处理，光是任务调度和缓存争用，就吃掉了一大半性能，还额外增加了功耗。”

　　张彬站在两人身后，目光落在那些不断滚动的性能曲线上。他面前的桌面上摊开着几份手写稿纸，上面是他结合【超级光脑】推演出的几种优化思路。其中一种，涉及对算法核心进行硬件级别的重构——设计一种专用处理单元，让算法的每一步操作都能在硅片上找到对应的、最优化的执行路径。

　　但这需要时间，需要全新的芯片设计、流片、测试。而“承影”的量产列装时间表，不会停下来等他们。

　　【签到成功！获得奖励：【低功耗高并行处理单元设计蓝图（适用于生物电信号实时处理）】及相关工艺参数包。物品已存入无限空间。】

　　系统的提示音在他脑海中响起，平静无波。张彬的呼吸节奏没有丝毫改变，但眼底深处掠过一道微光。

　　“你们继续优化软件层面的并行调度算法。”张彬开口，声音因熬夜而略带沙哑，却异常清晰，“硬件架构的问题，我来想办法。”

　　秦工和刘工同时转头看他，脸上写着疑问。硬件设计不是一朝一夕的事，更何况是这种针对性极强的专用处理器。

　　张彬没有解释。他走到实验室角落一台用于电路仿真的小型计算机前，坐下，开机。从抽屉里拿出一叠新的绘图纸和几支削尖的铅笔。在等待计算机启动的几十秒里，他闭上眼睛。

　　无限空间里，那份设计蓝图以意念可感知的形式展开。它不是简单的图纸，而是包含了架构原理、门级电路设计、时序约束、功耗模型甚至推荐工艺节点的完整技术包。信息量庞大，但经过【超级光脑】的初步梳理，已形成有序的层次。

　　计算机屏幕亮起幽绿的光。张彬睁开眼睛，手指落在键盘上。他没有直接绘制超出时代的复杂电路，而是开始搭建一个抽象的、功能模块化的架构框图。

　　“我们需要一种新的处理器。”他一边敲击键盘，一边说，更像是把自己的思路通过语言梳理出来，“它不再是通用计算核心，而是为神经信号处理量身定做的流水线机器。”

　　屏幕上开始出现一个个方框和连接线。“这里，输入接口直接对接十二个生物电信号采集通道，每个通道配备独立的初级滤波和模数转换单元，硬件实现，零延迟。”

　　秦工和刘工围拢过来。

　　“转换后的数字信号，进入并行处理阵列。”张彬的指尖在键盘上快速移动，屏幕上出现一片密集的、相互连接的处理单元网格，“每个处理单元只负责一种特定的运算——比如小波变换、特征值提取、动态阈值比较。算法被拆解成数百个微操作，分配到这些单元里同时执行。”

　　刘工盯着屏幕，眼神越来越亮：“这样就没有任务调度开销了……数据像流水一样通过预设好的管道。”

　　“对。”张彬调出另一个层级的示意图，“关键在这里——处理单元之间的数据通路是静态配置的，根据我们优化后的算法逻辑预先固化在硬件里。数据进来，按照固定路线走一遍，结果就出来了。没有指令解码，没有分支预测，没有缓存。”

　　“但这样处理器就只能做这一件事了。”秦工提出质疑。

　　“我们只需要它做这一件事。”张彬回答，“而且，因为结构固定，没有通用处理器那些复杂的控制逻辑和冗余电路，它的功耗可以降到极低。根据我的初步估算，”他调出一份刚刚根据蓝图参数心算得出的粗略功耗表，“同样算力下，新架构的功耗可能只有现有战术计算机的百分之二十到三十。”

　　实验室里安静了几秒，只有机器风扇的嗡嗡声。

　　“这……这得重新设计芯片。”刘工的声音有些干涩，“从架构到物理实现，没有半年……”

　　“我们有基础。”张彬打断他，调出之前那份碳基半导体芯片原型资料中的部分工艺参数，“新型半导体材料可以提供更高的集成度和更低的漏电流。我们可以先设计一个简化版，只实现算法最核心、最耗时的部分，用现有的制程进行流片验证。只要证明架构可行，性能和功耗达标，后续的工艺升级可以逐步进行。”

　　他看向两人，目光在灯光下显得深邃：“我们需要组建一个突击小组。秦工，你负责将算法最终版的所有运算步骤，拆解成最基础的、可硬件化的微操作列表，定义清楚每个操作的数据格式和精度要求。刘工，你和我一起，根据这个列表，设计处理单元的互联拓扑和时序。我们只有七十二小时，拿出第一版可供流片的简化设计。”

　　七十二小时。几乎是不眠不休的三天。

　　秦工和刘工对视一眼，都从对方眼中看到了震撼，以及被点燃的斗志。如果真能实现，困扰“承影”的最后一道技术枷锁将被打破。

　　“干了！”刘工用力抹了把脸，转身就冲向自己的绘图板。

　　秦工深吸一口气，坐回自己的终端前，调出算法代码，开始以从未有过的、硬件工程师般的苛刻眼光审视每一行指令。

　　张彬坐在计算机前，手指在键盘上敲击的速度更快了。他将脑海中的蓝图与当前时代的工艺能力进行适配、裁剪、重新组合。【超级光脑】在意识后台全速运转，模拟着各种设计选择的性能、功耗和面积代价。

　　窗外的天色从漆黑转为深蓝，再转为鱼肚白。实验室里没有人离开。送来的早饭和午饭放在角落的桌上，凉了又热，热了又凉。铅笔在绘图纸上沙沙作响，键盘敲击声连绵不绝，偶尔爆发一阵简短而激烈的讨论，随即又陷入专注的沉默。

　　张彬只在实在困倦时，闭目运转九转不灭体调息十分钟，便又能恢复清醒。他的思维在蓝图、工艺限制和算法需求之间高速穿梭，寻找着那个最优的平衡点。

　　第三天傍晚，夕阳将戈壁染成一片暗金色。

　　张彬将最后一张描绘了顶层互联和时钟分布的手绘图纸，钉在实验室中央的白板上。图纸旁边，是秦工整理出的长达十七页的微操作规范，以及刘工完成的各单元详细逻辑设计草稿。

　　一个完整的、简化版专用神经信号处理单元的硬件设计，雏形初现。

　　“面积估计在现有芯片工艺下是可接受的。”刘工的嗓子已经完全哑了，但眼睛亮得吓人，“性能模拟显示，延迟可以压到一点五毫秒以内，功耗……不到原方案的百分之二十五。”

　　秦工盯着那些图纸，像是在看一件艺术品。“算法被刻在了硅片上……真是疯狂的思路。”

　　张彬活动了一下僵硬的脖颈，发出轻微的咔嗒声。“立刻整理成标准设计文档，上报专家组评审。同时，联系半导体实验室，启动流片准备。我们需要尽快拿到实物进行测试。”

　　他知道，这只是一个开始。但至少，最艰难的理论架构突破已经完成。算法的幽灵，即将被装进一个量身定做的、高效而节电的钢铁躯壳里。

　　当张彬终于走出实验室时，夜空繁星点点。他深深吸了一口清冷的空气，肺叶里积累的疲惫似乎都被冲淡了些。远处，“承影”机甲的测试场方向，传来隐约的引擎轰鸣，新一轮的夜间测试又开始了。

　　他朝着家属区走去，步伐沉稳。口袋里，是那份已经上报的、可能改变“承影”命运的设计方案摘要。而在他的意识深处，【超级光脑】已经开始基于这个新硬件平台，推演下一代更智能、更自适应的神经缓冲算法的可能性。
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