“星辰”简化版首次流片的失败,如同一盆冰水,浇灭了项目组初期的狂热,也让外界的质疑声达到了顶点。实验室里的气氛压抑得让人喘不过气,失败的芯片静静地躺在防静电盒里,仿佛在无声地嘲笑着他们的野心。
韩越双眼布满血丝,带领核心团队对着仿真日志、测试数据和芯片解剖分析报告,进行着近乎自虐式的复盘。失败的原因很复杂,并非单一因素造成:时序违例、时钟偏移、电源网络噪声、以及工艺波动导致的某些关键路径延迟超出预期……
“问题太多了,感觉无处下手。”一个年轻工程师颓然地放下手中的报告,声音沙哑。
“无处下手,就一个一个下手!”韩越猛地一拍桌子,声音嘶哑却带着不容置疑的坚决,“陈院长给了我们机会,不是让我们在这里唉声叹气的!把所有问题按优先级排序,从最致命的开始解决!”
他们首先聚焦于最核心的时序问题。通过更精细的静态时序分析和后仿真,他们定位了几十条关键路径。传统的优化方法,如调整晶体管尺寸、插入缓冲器,效果有限,而且往往会带来面积和功耗的进一步恶化。
就在团队陷入僵局时,陈锋再次来到了“星辰”项目组的实验室。他没有询问进展,也没有指责失败,而是拿起一支笔,在白板上画了一个非常规的电路结构——一种基于波形流水线的动态逻辑。
“传统的静态CMOS逻辑,在你们追求的高主频下,延迟和功耗都太大了。”陈锋指着那个结构解释道,“可以尝试在最关键的运算单元,比如ALU的部分,引入这种动态逻辑。它速度更快,但设计更复杂,对时钟和噪声极其敏感。风险与收益并存。”
这是一个极其大胆的建议!动态逻辑在当时的国内芯片设计领域,几乎无人敢于在复杂处理器中大规模尝试。
韩越看着那个结构,眼睛猛地亮了起来!他意识到,这或许是一条打破常规、实现性能突破的险路!
“我们干!”韩越几乎没有犹豫。困境之下,唯有奇招方能破局。
他们立刻调整了设计策略,组建了一个精干的小组,专门攻关动态逻辑在ALU中的集成。这无疑增加了设计的复杂度和验证的难度,但他们已经没有退路。
与此同时,沈宏教授领导的材料中心,在CMC材料取得突破后,应陈锋的要求,将一部分精力转向了对芯片制造工艺的支撑研究。他们发现,“星辰”芯片流片失败的一个重要原因,是晶圆材料的某些微观缺陷在2微米尺度下被放大,影响了晶体管的一致性。
沈宏团队与芯片制造厂合作,开始研究更高纯度的硅单晶制备工艺,以及更精密的掺杂控制技术。这些属于更底层、更基础的研究,短期内难以见效,但陈锋坚持投入,他认为这是打破工艺瓶颈的治本之策。
转机出现在一个深夜。
负责验证动态逻辑ALU模块的工程师,在进行了无数次仿真失败后,终于找到了一组合适的时钟方案和晶体管比例,使得该模块在仿真中,不仅速度比原静态设计提升了百分之四十,功耗还有所下降!
“成功了!模块级仿真通过了!”兴奋的呼喊声在寂静的实验室里格外响亮。
虽然这只是一个模块的突破,但它像一道划破黑暗的闪电,瞬间照亮了前进的方向,极大地鼓舞了团队的士气!它证明了,陈锋指出的险路,是可行的!
韩越抓住这个契机,重新整合团队,将动态逻辑设计经验推广到其他关键路径。他们像一群执着的工匠,对芯片的每一个角落进行着极致的优化和打磨。
另一方面,“磐石”处理器的成功流片和良好表现,虽然给“星辰”组带来了压力,但也带来了意想不到的“助攻”。基于“磐石”处理器,五院与其他单位合作的几个示范项目(如某新型舰艇的辅助动力控制系统)进展顺利,其稳定可靠的性能得到了用户的高度评价。
这让最高层看到了五院技术路线的务实与成效,从而对仍在攻坚的、更具前瞻性的“星辰”项目,保持了更大的耐心和信任。资源,得以继续向这条充满风险的探索之路倾斜。
数月后,经过大幅修改和优化的“星辰”简化版设计,再次提交流片。
这一次,等待结果的过程更加煎熬。所有人都知道,这可能是“星辰”架构最后的机会。
当林军官拿着刚从制造厂取回的、还带着余温的芯片样品,快步走进测试实验室时,所有人的心都提到了嗓子眼。
芯片被小心翼翼地安装到测试板上。接通电源……
示波器的屏幕上,出现了稳定而清晰的时钟波形!
内核电压正常!
内置的自检程序开始运行……
时间一分一秒地过去,测试工程师紧盯着屏幕,不断报告着:
“内核启动成功!”
“指令缓存测试通过!”
“整数运算单元测试通过!”
“浮点运算单元……测试通过!”
……
当最后一项基础功能测试通过的提示跳出时,实验室里陷入了刹那的寂静,随即,爆发出震耳欲聋的、夹杂着哭泣与欢呼的狂潮!
成功了!“星辰”简化版,终于成功点亮!
虽然其最终实测性能,仅仅勉强达到了“磐石”架构的水平,远未实现其理论上的巨大优势,但它的成功流片和基本功能正常,本身就是一个巨大的胜利!它证明了那条激进的、充满未知的技术路径,是能够走通的!
韩越看着测试台上那颗稳定运行的芯片,这个一向冷静自信的男人,也忍不住红了眼眶,重重地与身边的团队成员拥抱。
陈锋接到报告后,只是淡淡地说了一句:“知道了。告诉他们,休息三天。然后,准备向完全体性能目标进军。”
他知道,这缕从迷雾中透出的光,虽然微弱,却意味着最黑暗的时刻已经过去。
“星辰”这颗种子,历经磨难,终于在这片土地上,顽强地扎下了根。
接下来,将是更加艰难的,抽枝展叶、直至参天的过程。
但希望之火,已然点燃。
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