第435章 终究是钱的问题

宋颜教授汇报完，其他单位依次汇报自己负责的技术方案，同时接受大家的质询。

硬件、存储、人机交互、电源、分离元器件……

不知不觉就到了中午，众人吃了点简餐，继续开会。

陈教授站起来，走到台上：“同志们，今天听了大家的方案，非常具有可行性，特别是宋教授的方案，非常好，但是我有一个问题，不是问宋教授，是问我们在座的每一个人。”

他转过身，重新挂上宋教授的那张系统框图。

“宋教授，这个方案，五十六个运算单元，是一个计算核心。对不对？”

宋颜点点头。

陈教授继续说：“那如果我们将来需要更大的算力呢？比如，魏知远教授的数字孪生，从现在的1024x1024网格，升级到2048x2048，甚至4096x4096。一个核心够不够？”

宋颜沉默了几秒：“不够。”

陈教授点点头：“那怎么办？重新设计一个更大的核心？112个单元？224个单元？”

他转过身，面对全场。

“同志们，我今天要提一个思路。不是否定宋教授的方案，是在这个方案的基础上，往前走一步。”

他拿起粉笔，在黑板上画了一个图。

一个圆圈，周围围着几个圆圈，都用线连到中心。

“这是宋教授的方案，星型拓扑，一个中心控制，七个运算芯片，这是一个计算节点。”

他又画了一个更大的图，中心一个大圆圈，周围围着几个小一点的圆圈，每个小圆圈周围又围着几个更小的圆圈。

“如果我们把宋教授的这个节点，看作一个单元。那么，我们能不能把多个这样的单元连接起来，构成一个更大的系统？”

他用教鞭指着那些圆圈。

“这是多核心并行系统。不是用一个核心算，而是用多个核心一起算。一个大的计算任务，切分成小块，分给不同的核心同时算。算完之后，把结果拼起来。”

他放下教鞭：“这个思路，在数学上，叫分而治之。在计算机领域，叫并行计算。”

台下安静下来。

陈教授继续说：“我刚才听宋教授讲的时候，一直在想一个问题。我们这个昆仑工程，目标是什么？是造一台机器，解决当前的问题？还是造一个平台，让后人能在这个平台上继续往前走？”

他看着全场：“我认为，应该是后者。”

“如果只是造一台机器，那宋教授的方案就够了。56个单元，够魏教授用几年。但几年之后呢？再从头开始，重新设计一个新核心？”

“如果我们要造的是一个平台，那就必须在今天的方案里，留下生长的余地。让后人可以通过连接多个核心，获得更大的算力。”

他指着黑板上的那个大图。

“这叫多核心并行。在这个架构里，宋教授的那个核心，只是一个子核心。上面还有一个全局管理核心，负责把任务切分、分发、协调、合并。”

“全局管理核心的功能是什么？第一，任务分发。把一个大的计算任务，比如1024x1024的矩阵乘法，切分成子任务，分配给各个子核心。第二，数据协调。确保所有子核心需要的数已经到位，算完之后的结果能正确合并。第三，状态监控。盯着所有子核心，谁出问题了，马上处理。”

他顿了顿：“这是第一层。当子核心的数量增加到几十个的时候，单一的全局管理核心会变成瓶颈。那时候，就需要层次化管理。子核心上面有机柜管理器，机柜管理器上面有系统总控。”

他放下教鞭：“同志们，这不是天方夜谭。这是国际计算机界正在探索的前沿方向。我今天提这个思路，不是要大家现在就做几十个核心的机器，是希望大家在设计今天这个核心的时候，给未来留一扇门。”

首长坐在第一排，一直没有说话。

听到这里，他转过头，看着旁边的刘星海：“老刘，陈教授说的这个，你能不能用大白话给我解释一下？”

刘星海点点头，站起来。

“首长，我打个比方。”他说，“宋教授设计的这个核心，好比一个能独立作战的步兵班。有班长，有战士，能自己解决一个小战斗。”

“陈教授的意思是什么呢？是说，将来我们要打大仗了，一个班不够，要把几个班编成一个排。那怎么办？得有个排长，得有个通信兵，得有个统一的指挥体系。”

他指着黑板上的图：“这就是陈教授说的全局管理核心。它不亲自打仗，它负责告诉每个班，你打哪个方向，什么时候进攻，什么时候撤退。几个班打完之后，它把战果汇总起来，报告给上级。”

首长点点头：“明白了。那层次化管理呢？”

刘星海继续说：“打仗人多了，一个排不够，要编成一个连。连部下面有几个排，排下面有几个班。这就是层次化管理。总指挥不直接指挥士兵，他指挥连长；连长指挥排长；排长指挥班长。一层一层下去。”

首长笑了：“老刘，你这个比方打得好。我懂了。”

他看向陈教授：“陈教授，你这个思路，我支持。但问题来了，这个多核心的机器，现在能造吗？”

陈教授摇摇头：“造不了。技术上还有很多难题没解决。”

“那你说这个干什么？”首长问。

陈教授笑了笑：“首长，我说这个，不是要现在就造。我是希望，在宋教授设计这个核心的时候，给它留几个接口，留几条线，让它将来能跟别的核心连起来。就像盖房子，现在只盖一间，但地基要打好，将来想加盖的时候，直接往上接就行，不用把房子拆了重盖。”

首长点点头，看向宋颜：“宋教授，你能留这个接口吗？”

宋颜想了想：“能。但要多占几个引脚，多几条控制线。”

“占就占。”首长说，“现在多花点功夫，将来少走弯路。”

陈教授说完，台下沉默了。

但沉默只持续了几秒，就有人举手。

是秦世襄。

“陈教授，您这个思路，我支持。但我有几个技术问题，想问清楚。”

他站起来，走到台上，拿起粉笔。

“第一，通信瓶颈。”他在黑板上画了两个方块，中间画了一条线，“两个核心之间交换数据，这条路有多宽？能跑多快？如果这条路太窄，数据堵在路上，就算有100个核心，也只能干等着。”

他看着陈教授：“您那个全局管理核心，怎么保证数据通路不堵？”

陈教授想了想：“这个问题，我现在没有现成的答案。但方向是明确的。第一，数据通路要足够宽。不能只是一根线，要一组线。第二，交换方式要高效。不能一个核心发完数据另一个才能发，要能并行交换。第三，协议要简单。越复杂的协议越慢。”

秦世襄点点头，在黑板上写下“通信瓶颈”四个字。

包康建举手了。

他走到台上，拿起粉笔，在秦世襄写的“通信瓶颈”旁边，又写了四个字：“同步难题”。

“陈教授，秦教授说的是数据通路的问题。我说的是时间同步的问题。”

他指着黑板上的两个方块：“两个核心一起算一个任务，怎么保证它们步调一致？核心A算得快，核心b算得慢，A等不等b？如果不等，结果怎么拼？如果等，快的那个就闲着，效率上不去。”

他看向陈教授：“这个同步问题，比通信瓶颈更难。几十个核心要同步，需要非常复杂的时钟网络和控制逻辑。”

陈教授点点头：“包教授说得对。同步是并行计算的死穴。但也不是完全无解。”

他走到黑板前，在“同步难题”旁边又写了几个字：“松耦合”、“异步并行”。

“一种思路，是松耦合。让各个核心相对独立，不需要每步都同步。A算完自己的那块，结果先放着；b算完自己的那块，也先放着。等所有核心都算完了，再统一合并。这叫‘分而治之，异步执行’。”

“另一种思路，是异步并行。每个核心按自己的节奏跑，需要数据交换的时候，通过握手信号来协调。你给我发个信号，说你算完了；我收到信号，知道可以取你的结果了。这样不需要全局同步，只需要局部协调。”

他放下粉笔：“这两种思路，都比紧耦合、全局同步容易实现。但代价是，编程复杂。程序员要想清楚，什么时候该同步，什么时候可以异步。”

包康建点点头，在本子上记了几笔。

魏知远举手了。

他走到台上，拿起粉笔，在“同步难题”旁边，又写了四个字：“负载均衡”。

“陈教授，包教授说的是时间同步的问题。我说的是任务分配的问题。”

他指着黑板上的两个方块：“一个任务切分成两块，分给两个核心。如果这两块一样大，两个核心同时算完，完美。但如果一块大一块小，大的那个算半天，小的那个算完就闲着，浪费。”

“这叫负载不均衡。几十个核心的情况下，任务切分要做到完全均衡，几乎不可能。总有一些核心忙死，一些核心闲死。”

他看向陈教授：“这个问题怎么解？”

陈教授想了想：“魏教授，这个问题，没有完美解。只能靠动态调度。”

他在黑板上写下“动态调度”四个字。

“不是事先把任务切死。是准备一个任务池，谁算完了，自己来池子里取下一个任务。这样算得快的核心多干点，算得慢的核心少干点，大家都不闲着。”

“代价是，任务池的访问会变成新的瓶颈。所有人都来池子里取任务，池子门口的队就排长了。”

魏知远点点头，在本子上记了一笔。

刘星海站起来。

他走到台上，看着黑板上那些密密麻麻的字：“通信瓶颈、同步难题、负载均衡......”

他转过身，面对全场。

“同志们，陈教授今天提的这个思路，把一个问题摆在了我们面前，昆仑工程，到底要做多大？”

他顿了顿：“是做一台能用的机器，解决眼前的问题？还是做一个平台，为未来的发展铺路？”

“这不是一个技术问题，这是一个战略问题。”

他看向第一排的首长。

首长沉默了很久。

然后他站起来，走到台上。

他没有看黑板，而是看着台下的每一个人。

“同志们，我今天听了一上午。从宋教授的单核心方案，到陈教授的多核心构想。从通信瓶颈，到同步难题，到负载均衡。我问一句，这些问题，现在能解决吗？”

台下没有人回答。

首长点点头：“解决不了。对不对？”

还是没有人回答。

首长继续说：“那为什么要提？为什么要吵？”

他走到陈教授面前：“老陈，你刚才说，要给未来留一扇门。这话说得对。”

他转过身，面对全场。

“我们这代人，不是只干五年、十年的事。我们要干的是五十年、一百年的事。今天我们造昆仑，不光是给魏教授算数字孪生，不光是给气象局算天气预报，不光是给国防科委算弹道。我们是在给中国的计算机事业打地基。”

“地基打多大，决定了以后能盖多高的楼。”

他指着黑板上那些字：“通信瓶颈、同步难题、负载均衡。这些问题，现在解决不了，但将来总要有人解决。谁来解决？我们这一代人。如果今天我们不想这些问题，将来的人就要从头想。”

他顿了顿：“所以，我支持陈教授的思路。单核心要造，接口要留。今天造单核心，明天造双核心，后天造四核心、八核心。一步一步往前走。”

他看向刘星海：“老刘，你们继续讨论。把这些问题都掰开揉碎了，能解决几条是几条。解决不了的，也要记下来，留给后人。”

刘星海点点头。

首长回到座位。

刘星海看向全场：“同志们，首长说得对。这些问题，今天解决不了，但要记下来。继续讨论。”

接下来，会场炸了锅。

从物理层吵到逻辑层，又从逻辑层吵到软件层。

秦世襄带着一帮搞硬件的，盯着“通信瓶颈”不放。

数据总线到底要做多宽？16位够不够？要不要32位？64位？做宽了，芯片引脚不够；做窄了，数据堵在路上。

包康建带着一帮搞存储的，盯着“同步难题”不放。

核心之间要不要用同一个时钟？如果用，怎么保证传输延迟一致？如果不用，怎么保证异步握手可靠？

魏知远带着一帮搞算法的，盯着“负载均衡”不放。

任务切分怎么做到均衡？动态调度怎么做才不成为瓶颈？编程模型怎么设计才不让程序员发疯？

还有一帮人，盯着“可靠性”不放。

几十个核心一起跑，一个坏了怎么办？是整机停摆，还是自动隔离？怎么设计容错机制？

吵了两个小时，没有结论。

刘星海站起来，敲了敲桌子。

“同志们，停一停。”

会场安静下来。

刘星海说：“今天吵不出结果，不奇怪。这些问题，全世界都没人解决。我们能把问题提出来，记下来，就是收获。”

他看向陈教授：“老陈，你说说，下一步怎么办？”

陈教授站起来，走到黑板前。

“同志们，今天我们吵的这些，归根结底一句话，单核心好做，多核心难做。但难做，不是不做。我们要做的是，在今天这个单核心的基础上，把接口留好，把协议想好，把坑蹚一遍。”

他在黑板上画了一个图。

一个核心，旁边有几个空着的虚线框。

“这是我们的计划。第一期，单核心。造出来，能用。第二期，双核心。把两个核心连起来，解决最简单的并行问题。第三期，四核心。第四期，八核心。一步一步走，每走一步，解决一批问题。”

他放下粉笔：“同志们，这叫演进式发展。不是一口吃成胖子，是一步一个脚印。”

台下响起一阵掌声。

但掌声还没落，有人站起来。

是计委的周委员，负责经费审批。

“陈教授，您说得对。但我问一个实际的问题，钱呢？”

他走到台上，看着刘星海：“刘教授，昆仑工程的经费预算，你们报上来了。我算了一下，单核心就要3800万。”

他从兜里掏出一个本子，翻开。

“人员经费与智力成本，2000万。核心硬件，逻辑芯片500万，磁芯存储器200万，电源与机柜80万。外围设备，磁带机、读卡机、键盘、示波器、显示器、打印机，200万。基础设施，机房建设、安装调试，200万。”

他合上本子，看着全场：“这是3800万。一个单核心。”

他又看向陈教授：“陈教授，您说的多核心，一个核心3800万，两个核心就是7600万，四个核心就是一亿五千万。这钱，从哪儿来？”

会场安静下来。

没有人说话。

周同志继续说：“我不是反对技术进步。但钱是有限的。今年的国家预算，已经定了。工业系统的经费，大部分给了6305厂，给了半导体所，给了你们星河计划各协作单位。昆仑工程的这3800万，是从牙缝里挤出来的。”

他看着刘星海：“刘教授，我不是来吵架的。我是来问一个实在的问题，这笔钱，到底怎么花，才能花得值？”

刘星海沉默了几秒。

然后他站起来，看向全场。

“同志们，周同志问得对。钱是有限的，必须花在刀刃上。”

他看向夏先生：“夏先生，走单核心方案，3800万，能不能保证成功？”

夏先生想了想：“刘教授，我不敢说百分之百。但八九成的把握，是有的。”

刘星海点点头，又问道：“如果走多核心构想，如果要现在做，要多少钱？多长时间？”

夏先生苦笑：“刘教授，现在做不了。技术问题没解决，时间没法估，钱也没法算。”

刘星海点点头，看向首长。

首长一直没有说话。