第327章 「节能架构」灵感

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五月的第三个星期，张氏出院了。

赵四请了半天假，把母亲接回家。

小小的四合院里，平安早早就等在门口，见奶奶下车，跑过去搀扶。

“奶奶，您慢点。”

“哎，乖孙子。”张氏摸著平安的头，眼眶有点湿。

在医院躺了快一个月，回家看到熟悉的院子，看到孙子，心里才真正踏实了。

苏婉清已经把屋子收拾得乾乾净净，床铺晒过了，透著阳光的味道。

她扶著婆婆在院里坐下，端来温水：“妈，先喝口水，休息会儿。午饭我燉了鸡汤，清淡的。”

赵四看著这一幕，心里暖烘烘的。

家，就是这样。

有人等你回来，有人为你忙碌，有人为你牵掛。

“四儿，你忙你的去。”张氏说，“我这儿有婉清和平安，你不用守著。”

“我今天没事，陪陪您。”

“胡说。”张氏看著他，“你眉头还锁著呢，肯定有事。去吧，妈真的好了。”

赵四確实有事。

“长城二號”的流片文件已经发往上海，生產线正在准备试製。但功耗问题像一块大石头，压在他心里。

1.2瓦，这个数字在实验室里看不算什么，但在实际应用中，特別是他们设想的便携设备、嵌入式系统，就是致命的。

功耗高意味著发热大，需要散热装置；意味著耗电快，需要更大容量的电池；意味著应用场景受限，很多领域用不了。

“那我下午去趟基地。”赵四妥协了，“晚上回来吃饭。”

“好，晚上包饺子。”张氏笑了，“做你爱吃的白菜猪肉馅。”

离开家，赵四没直接去基地，而是去了协和医院。

他想找苏婉清聊聊。

不是聊技术，就是隨便聊聊。

有时候，跳出技术思维，反而能找到灵感。

苏婉清正在办公室整理病歷。

见他来，有些意外：“怎么来这儿了？妈那边……”

“妈没事。”赵四在椅子上坐下，“就是心里乱，想找你说话。”

苏婉清放下手里的活，给他倒了杯水：“是晶片的事？”

“嗯，功耗问题。”赵四揉著太阳穴，“设计完成了，性能达標了，但功耗太高。如果解决不了，晶片造出来也没用。只能用在插电的设备上，行动装置、便携设备都別想。”

“你们之前没考虑功耗吗？”

“考虑了，但不够。”赵四苦笑，“我们光顾著追性能，追集成度，觉得功耗可以后面优化。现在发现，优化比设计还难。”

苏婉清静静听著。

她不懂晶片设计，但她懂一个道理：任何系统，平衡最重要。

“赵四，你还记得我学中医时，老师讲的第一课是什么吗？”她忽然问。

“什么？”

“阴阳平衡。”苏婉清说，“人体是个精密的系统，各个部分要协调工作。阳气太盛会上火，阴气太重会寒凉。好的中医不是头痛医头，脚痛医脚，而是调节整个系统的平衡。”

赵四若有所思。

“你们的晶片，是不是也这样？”苏婉清继续说，“性能要强，但功耗要低；速度要快，但发热要小。这中间，得有个平衡点。”

“道理我懂，但怎么找这个平衡点？”

“中医调理，不是一下子下猛药，而是慢慢来。”苏婉清拿过一张纸，画了个简图，“比如这个人阴虚火旺，医生不会只开清火的药，那会伤阳气。而是开滋阴的药，同时配一点清火的，让身体自己调节，慢慢恢復平衡。”

她指著图：“你们的晶片，能不能也这样？不要一直全速运行，而是该快的时候快，该慢的时候慢？就像人，该工作的时候工作，该休息的时候休息。”

赵四猛地站起来。

该快的时候快，该慢的时候慢……动態调节……时钟门控……

一个念头像闪电一样划过脑海。

“婉清，你真是天才！”他抓起外套就往外跑。

“你去哪儿？”

“基地！我知道怎么解决功耗问题了！”

苏婉清看著他匆匆离去的背影，摇头笑了。

这个男人，总是这样，一点灵感就能点燃全身的热情。

香山基地，会议室里烟雾瀰漫。

不是香菸，是焦虑的气息。

十几个人围桌而坐，桌上摊著“长城二號”的功耗分析报告。

每个人的脸色都不好看。

“所有模块都分析过了。”杨振华推了推眼镜，“算术逻辑单元功耗占比35%，寄存器堆28%，控制单元22%，剩下的是总线和接口。每个模块单独看，设计都没问题，但合在一起，功耗就超標了。”

陈启明抓了抓头髮：“能不能改工艺？用更先进的製程？”

林雪摇头：“上海那边说了，现在只能做到5微米。而且工艺改进不是一朝一夕的事，至少要一年。”

“那降低频率？”张卫东提议，“主频降到800khz，功耗应该能降下来。”

“但性能也降了。”陈星反对，“我们要对標的是8080，性能不能妥协。”

“这也不行，那也不行，到底怎么办？”有人烦躁地拍桌子。

会议室的门被猛地推开，赵四衝进来，眼睛发亮。

“有办法了！”

所有人都看向他。

“动態时钟门控！”赵四走到黑板前，抓起粉笔，“不是降低整体频率，而是动態调节。哪个模块工作，就给哪个模块时钟；哪个模块閒置，就切断它的时钟信號！”

他在黑板上飞快地画著：“看，这是我们的晶片架构。大部分时间里，不是所有模块都在工作。比如在执行算术运算时，指令解码器是閒置的；在访问內存时，alu是閒置的。”

粉笔在黑板上敲出清脆的声音：“如果我们能实时监测每个模块的工作状態，动態开关时钟，理论上能节省多少功耗？”

杨振华迅速心算：“假设平均每个时刻有30%的模块閒置……那功耗能降低30%以上！”

“对！”赵四激动地说，“而且这不仅仅是省电的问题。模块不工作时切断时钟，发热也减少了，散热压力变小，可靠性提高！”

会议室里安静了几秒，然后爆发出热烈的討论。

“这个思路好！但怎么实现？”

“需要设计一个状態监控单元。”

“还要有精细的时钟树设计，每个模块的时钟要能独立控制。”

“控制逻辑会不会太复杂？”

陈星一直没说话，眼睛盯著黑板上的草图。突然，他站起来：“赵总工，中医讲究平衡，讲究顺势而为。咱们这个设计，是不是也是这个道理？”

赵四一愣，隨即笑了：“对，就是这个道理！不要强行压制功耗，而是顺应晶片的工作节奏，该忙时忙，该歇时歇。这就是『节能架构』的核心思想！”