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第11章 芯片设计新星

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赵启阳提及的胡玮武,如果是鹏城硬件圈的人,他肯定会感到如雷贯耳。

在 1984 至 1985 年间,这位戴着金属框眼镜、平日里常身着深色衬衫的年轻人,他在八西科技的实验室里全身心投入网卡的研发设计工作。

凭借扎实的专业知识与不懈钻研,胡玮武设计出了国内第一款适配 TCP/IP 协议的网卡,这为公司后续在网络建设领域打开市场立下汗马功劳。

1985 年底,在第一届理想基金项目的支持下,胡玮武做出惊人决定 —— 以图形处理芯片开始进军芯片设计领域。

面对国内仅有《半导体器件物理》等基础教材的困境,他托人从港岛带回《MOS 大规模集成电路设计原理》等稀缺资料,此后他又辗转多地联系了国内数十家科研机构,寻找芯片设计领域的导师,终于获得了 “华国计算机之母” 夏裴肃的青睐与指导。

在夏裴肃的带领下,胡玮武和团队成员们开启了日夜攻坚的研发之路,他们从最基础的晶体管布局开始研究,精心规划每一个电路模块,在设计图形处理芯片的像素渲染单元时,胡玮武还创新性地采用了双缓冲架构。

经过一年多的不懈努力,1986 年底,一款性能超越 IBM 同期产品、支持透明度显示的图形处理芯片终于诞生,其独特的 alpha 混合算法,能让图像在叠加显示时呈现出自然过渡的透明效果,这在当时的图形处理领域堪称一大创举。

为了给芯片研发创造更稳定的环境,成功流片的胡玮武也创立了龙芯科技公司,立志要在芯片领域闯出一片属于华国的天地。

1987 年,龙芯图形处理芯片成功实现量产,八西科技的斗将街机和港岛启明微机率先搭载这款芯片。

尽管受限于当时 CRT 显示器的技术水平,画面色彩和清晰度提升有限,但芯片强大的图形处理性能,让街机游戏中的角色动作更加流畅自然,微机的图形界面操作也变得更加顺滑。

原本在复杂场景下容易出现卡顿的游戏,如今能够稳定运行,用户操作体验得到了质的飞跃。

1988 年,在鸿蒙开源软件基金会的启发以及秦奕的建议下,他又和从孙山大学转到鹏城大学的微电子系教授吕智明共同发起成立了羲和硬件开源基金。

该基金定位与前世 RISC-V 基金类似,都是致力于搭建硬件技术共享平台,鼓励企业和科研人员分享设计经验与技术成果,通过开源协作的方式,降低国内企业芯片设计的技术门槛,凝聚各方力量共同攻克芯片领域的技术难关。

同年,完成学士学业的胡玮武学术生涯也迎来重要节点,他追随夏裴肃进入华科院计算所攻读博士学位,他深知,芯片研发之路道阻且长,只有不断提升理论水平,才能在未来的技术攻坚中走得更远。

“哦?” 秦奕微微挑眉,指节无意识叩击着金属钢笔,笔帽与桌面碰撞出清脆的节奏,“玮武的龙芯科技那边又有新产品了?之前他不是说去华科院读博士会先花一年的时间去积累沉淀么?我还以为今年不会有新产品了呢。”

赵启阳咧嘴笑道:“花一年的时间积累沉淀确实不假,去年九月份到今年九月份这不就一年时间过去了么,然后他就又开始做新的芯片设计了。”

“啊?”秦奕的椅子发出轻微的吱呀声,“九月份到现在满打满算也就两个月的时间,这就够他设计出新的芯片了?那是有点厉害了。”

虽然这个时候的芯片设计和数十年后的芯片设计在技术复杂度、工具链、设计规模和性能目标等方面都存在显著差异,但用两个月的时间设计一款芯片这种事情还是太超乎想象了,在秦奕的认知里,一款芯片从设计到流片至少要经过半年的时间才对。

“这次芯片迭代跟上一次比改动比较小么?”秦奕试图从技术角度寻找答案。

“不,恰恰相反,这次的芯片迭代进步相当之大。” 赵启阳翻开笔记本,里面夹着几张有些褶皱的打印纸,“说起来这一次芯片迭代和老秦你也有不少关系。”

“是么?”秦奕这下更加有些好奇了,“说来听听?”

赵启阳清了清嗓子,开始讲述:“玮武跟我说在西年前图形处理芯片项目刚开始立项的时候,你就跟他说可以尝试一下并行处理的电路结构。”

“当时他受限于自己的技术积累薄弱和简陋的芯片设计条件,只能在 IBM 图形处理电路框架里面的缓存模块和数据总线做些小修小补。”

他顿了顿,语气中带着几分敬佩:“不过他这人你知道的,认准的事儿就一定要做到底。这一年在华科院,他啃完二十几本国外文献,全是关于并行计算和流水线架构的前沿研究,这下子总算是有了设计芯片架构的能力。”

“另外夏院士实验室像设备帮了大忙。”赵启阳继续说道,“双束电子显微镜能把电路结构放大几十万倍观察,离子注入机可以精确控制半导体材料的掺杂浓度。”

“玮武带着三个研究生,连续两个月泡在无尘车间,每天工作十几个小时,把传统的串行像素处理单元全部打散,重新设计了一个单芯片多管线并行架构,这个架构通过在同一芯片上集成两条并行渲染管线,实现每个时钟周期处理两个纹理单元的能力。”

他指着笔记本上的测试数据曲线图,眼中闪烁着兴奋的光芒:“你看这个,在 5 微米制程下,新架构能同时处理 4 个像素块!虽然功耗比上一代高了 15%,但图形渲染速度首接提升 40%。”

“现在运行 320×240 分辨率的 3D 动画,帧速率能稳定在 25 帧以上,这在咱们国内的图形处理芯片领域,绝对是里程碑式的突破!”

“不仅如此,这次芯片从设计到流片过程也相当顺利。” 赵启阳合上笔记本,目光灼灼地看着秦奕,“芯片制造这一块玮武说同样是多亏了老秦你啊。”



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