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深圳,海思总部大楼,某封闭开发区内。
这里是EDA工具链攻关组的主战场。
华大九天的技术总监老张,正带着一群国内最顶尖的后端工程师,围在一张巨大的投影屏幕前。
晶片设计就像盖楼。前端工程师画好了图纸,告诉大家这楼要有几个房间丶几扇门。而后端工程师的任务,就是要把这些房间真的在只有指甲盖大小的矽片上摆放好,并把所有的电线接通。这个过程叫「布局布线」。
屏幕上显示的,是一张刚刚生成的LPU逻辑网表。
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如果说晶片是人体,那麽「网表」就是它的神经网络图。它详细记录了晶片内部每一个逻辑门丶每一个触发器是如何连接的。它是代码变成实物前的最后一道抽象蓝图。
如果是外行看这张图,只会觉得是一团乱麻,像是一个打翻了的毛线球。但在这些专家眼里,这张图既熟悉,又陌生。
熟悉,是因为他们认识每一个逻辑符号;陌生,是因为这种组合方式,他们闻所未闻。
「这……到底是个什麽怪物?」
一位资深工程师盯着屏幕,忍不住喃喃自语,喉结上下滚动了一下,「我做了二十年晶片,从没见过这种拓扑结构。」
屏幕上的逻辑连接,不再是传统GPU那种整齐划一的「方阵」或「网格」,而是呈现出一种极其复杂的「高维分形结构」。
它像是一棵疯狂生长的树,根系错综复杂;又像是一个四维空间的超立方体,被强行投影到了二维平面上。
「这绝对不是为了跑深度学习设计的。」
一位戴着厚底眼镜的工程师推了推镜架,眼中闪烁着兴奋而困惑的光芒,「深度学习的核心是矩阵运算,结构很死板,讲究的是大吞吐量。但这个……这个结构充满了灵动。」
他指着其中一块区域:「你看,这里的数据流不是单向奔流的,而是存在大量的『回环』和『条件跳转』。它像是在模拟某种……思考的过程?」
「我也感觉到了。」另一位专家接话道,声音不自觉地压低,「你看这些核心单元的连接方式,它们之间存在着大量的动态重组。这更像是生物大脑的神经网络,而不是计算机的逻辑电路。」
大家面面相觑,心中都升起一个巨大的疑问,这个疑问像一团火,烧得他们心痒难耐:
到底是谁设计出了这种架构?
「难道是达摩院?」
「不可能,据我所知,达摩院还在死磕存算一体。」
「那是水木的张院士?」
「张院士的风格我很熟,偏稳健,搞不出这麽狂野的东西。」
老张听着大家的议论,心里其实也没底。上面给下来的任务只有代号「破壁」,关于设计者的身份,那是绝密中的绝密。
「行了,别猜了。」老张敲了敲桌子,把大家的思绪拉回现实,「不管是谁设计的,既然上面把任务交给了我们,我们就得把这块骨头啃下来。」
「大家看,」老张调大了屏幕的局部,指着其中一团复杂的逻辑,「LPU的核心运算是『盒嵌入』。它需要频繁地计算两个高维盒子的交集和体积。」
「我们得重新设计底层的宏单元。」
如果说晶片设计是搭积木,那麽「标准单元」就是最基础的乐高砖块;而「宏单元」则是将最小的积木按照一定规则组合起来的大模块,这样在EDA设计时,可以直接重复调用。在GPU里,最常见的就是TensorCore。而LPU,要的就是「几何算术单元」。
「几何算术单元的核心应该是『极值比较器阵列』!」一位后端大牛率先反应过来,「求交集本质上就是求坐标的最小值和最大值。我们要设计一种并行度极高的比较电路,替代掉GPU里的乘法器阵列!」
「没错!」另一位架构师接话道,「而且为了计算体积,我们需要在『几何算术单元』里硬化一个『对数累加器』。把连乘运算转化成对数域的加法,这样就能在一个时钟周期内算出盒子的体积,不用像GPU那样算好几个周期!」
「还有Gumbel采样!」一位模拟电路专家兴奋地补充,「我们可以在『几何算术单元』旁边挂一个物理级的噪声发生器,让每个几何单元天生就带有随机性,直接在硬体层面实现概率推理!」
思路一旦打开,就像决堤的洪水。
「那就分工!」老张当机立断,「一组负责设计『比较器阵列』的物理版图,要把面积压到极限;二组负责『对数累加器』的时序优化;三组去搞定那个物理噪声源!」
原本安静的封闭开发区,瞬间变得热火朝天。
……
北京,国家知识产权局,专利审查协作中心。
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