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第353章 未来在此交汇!

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  这种疯狂到近乎于妄想的计划,竟然真的有人在做,而且已经做到了这个地步。

  谭教授的内心翻江倒海。

  他想起电话里韩栋说的那些话。

  “解决这类问题的根本出路,可能在于采用一种全新的精简指令集RISC架构。”

  “我们成立了一个攻关小组,正在尝试搭建一个MIPS的模拟器和交叉编译环境。”

  当时他以为这是一种试探,甚至有些夸大其词。

  现在他知道,对方说的每一个字,都是正在发生的事实。

  他看着那个从头到尾都异常平静的年轻人。

  韩栋没有参与技术细节的讨论,他只是站在那里,就仿佛是整个计划的定海神神针。

  这个年轻人,到底是谁?

  他脑子里,究竟装着一幅怎样宏伟的蓝图?

  接下来的几天,谭教授直接停掉了自己手头所有的会议和课程。

  他把韩栋一行人,请进了计算机系最核心的实验室。

  刘涛赵新和李响,就像干涸的海绵,被扔进了知识的海洋。

  困扰了他们几个星期的编译器后端优化难题,在谭教授和他团队的点拨下,豁然开朗。

  “编译器的本质,就是一种翻译。”谭教授亲自给他们画图讲解。

  “从高级语言,翻译成机器能懂的语言。

  你们现在卡住的指令调度和寄存器分配,就是翻译过程里,如何让句子更优美、更高效的问题。”

  他指着黑板上的一个流程图:

  “对于RISC这种指令规整的架构,你们完全可以把指令调度看成一个有向无环图的拓扑排序问题。

  而寄存器分配,可以抽象成图论里的着色问题。

  每一个变量的生命周期,就是一个节点,如果两个变量的生命周期有重叠,就在它们之间连一条边。

  最后,你们需要用最少的颜色,去给这个图上的所有节点上色,每一种颜色,就代表一个物理寄存器。”

  李响听得如痴如醉,他手里的笔就没停过,飞快地在笔记本上记录着。

  这些理论,就像一把把钥匙,打开了他脑中一扇扇尘封的大门。

  原来那些看似天书般的算法,背后都有着如此清晰的数学模型。

  刘涛则和谭教授的博士生们,扎在了一起。

  他们讨论的,是更具体的工程实现。

  “UNIX的源码你们看过吗?虽然它是为PDP-11这种CISC机器写的,但它里面关于内存管理和进程调度的思想,是通用的。

  你们看这一段,内核态和用户态的切换,它用了陷阱指令……”

  “你们的模拟器,异常处理机制还没做吧?

  这块非常关键。MIPS架构里,所有的异常都会跳转到一个固定的入口地址,你们需要在那里建立一个异常向量表。”

  赵新这个硬件工程师也没闲着。

  他虽然听不懂深奥的编译器理论,但他从谭教授实验室的资料柜里,找到了一些关于SGI图形工作站硬件设计的零散资料。

  “原来主板上的总线是这么设计的……

  为了保证CPU和内存之间的高速通信,他们用了一个独立的存储控制器……”

  赵新看着那些电路图,两眼放光。

  这对他接下来攒出那二十套工作站,有着巨大的启发意义。

  韩栋没有过多干涉他们的学习。

  他大部分时间,是在和谭教授单独交谈。

  他们谈的,不是具体的代码和算法,而是更宏观的东西。

  “谭教授,您觉得,未来计算机的发展方向是什么?”韩栋问道。

  “是并行。”谭教授毫不犹豫地回答。

  “单核处理器的性能提升,正在逼近物理极限。

  未来的算力增长,必然要依靠多核心、众核心的并行计算。

  这也是我们系里正在预研的方向。”

  “那支撑并行计算的软件生态呢?

  比如,能够自动将串行代码转换成并行代码的编译器,以及支持大规模并行任务调度的操作系统。”

  谭教授沉默了。

  这又是一个切中要害的问题。

  硬件可以靠堆叠,但软件的并行化,是世界级的难题。

  “这很难。”谭教授坦诚道。

  “目前国际上也没有成熟的方案。我们也在摸索。”

  韩栋点了点头,然后将那张RISC-V的论文摘要,推到了谭教授面前。

  “或许,这个架构能提供一种新的思路。”韩栋开口。

  “它允许能根据特定任务去定制指令集。

  比如,可以为并行计算,专门设计一套同步、通信的硬件指令。

  把软件的复杂性,再次转移到硬件层面去解决。”

  谭教授拿起那张纸,重新审视着上面的思想。

  定制化的专用芯片……

  ASIC……

  一个全新的世界,在他眼前徐徐展开。

  谭教授内心极为震撼。

  他看着韩栋,这个年轻人的思维,已经超越了追赶和模仿的层面。

  甚至开始触及到了换道超车的领域。

  ……

  几天的时间,一晃而过。

  到了分别的时候,谭教授亲自将他们送到计算机系的大楼门口。

  刘涛和李响的脸上,已经没有了来时的那种紧张和迷茫,取而代之的是一种被知识填满的充实和对未来的强烈信心。

  “韩栋同志。”谭教授郑重地对韩栋说道。

  “你们在做的事情,意义非凡。

  这已经不是一个企业自己的项目了。

  你们肩负的,是华夏计算机工业的未来。

  若有需要,水木大学必将全力支持。”

  韩栋伸出手,和谭教授握在了一起。

  “谢谢您,谭教授。”

  谭教授点了点头,他的手却没有松开。

  “韩栋同志,你们的那个MIPS模拟器,是个非常有意思的东西。

  如果能进一步完善,或许可以成为我们教学和科研的一个重要工具。

  让学生们能直观地学习和理解现代处理器架构。

  不知道,启航是否有意向,和我们水木大学,就这个项目进行合作?”

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