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第425章 论证昆仑（第2页）

“因为炼钢厂的热处理线数字孪生，要算的是整个温度场的分布；哈工大的磁盘仿真，要算的是磁畴的集体翻转；气象局的预报，要算的是大气层的整体运动……”

“这些东西，用普通计算机算，等不起。”

“用向量运算，才有可能。”

他看向吕辰：“小吕，你上来，把架构讲透。”

吕辰深吸一口气，站起来，走向主席台。

台下几百双眼睛落在他的身上，有期待，有审视，有怀疑，也有好奇。

他走到黑板前，拿起粉笔。

“各位老师，我先画个图。”

他在黑板上画了一个三层结构。

底层，是一个方阵，标着“向量处理单元阵列”。

中层，是两个并排的方块，一个标“向量存储系统”，一个标“时钟同步系统”。

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上层，是一个宽宽的方块，标“向量化算法接口”。

“这是昆仑的架构。”

他转过身：“底层，是计算核心。基于五微米集成电路，每个芯片包含多个向量处理单元。这些单元可以同时执行相同的指令，处理不同的数据。”

“中层，是存储与同步。包教授的磁盘阵列，要能‘成批’喂数据；秦教授的时钟系统，要保证所有处理单元‘步伐一致’。”

“上层，是算法接口。把需要计算的数据，从‘一个一个算’翻译成‘一批一批算’。”

他顿了顿：“这不是冯·诺依曼架构。”

“冯·诺依曼是‘单指令单数据’，一个指令，处理一个数据。”

“昆仑是‘单指令多数据’，一个指令，处理一批数据。”

“这套架构，我们叫它：向量并行计算架构。”

台下安静了几秒。

然后，钱先生举手了。

他盯着黑板上的三层结构：“小吕，你刚才说，‘单指令多数据’，一个指令，处理一批数据。我问你一个问题：怎么保证这一批数据，都适用于同一个指令？”

钱先生进一步解释：“数据是有差异的。同样是温度场，有的地方温度高，有的地方温度低。你把它们塞到一起算，用同一个公式，会不会把‘不同’强行变成‘相同’？”

吕辰愣了一下。

钱先生继续说：“向量运算的优势，在于‘整齐划一’。但现实世界的数据，往往是不整齐的。你要让不整齐的数据‘向量化’，就得先做预处理，把数据分类、对齐、填充，让它们变得整齐。这个预处理的代价，你想过没有？”

吕辰沉默了几秒：“钱先生，我想过。但我没算过。”

“我的初步判断是，对于魏教授的数字孪生，数据本身是连续的、有规律的，预处理代价相对可控。但对于一些离散的、不规则的问题，可能不适合向量化。”

“所以昆仑的定位，不是通用计算机，是专用科学计算系统，专门跑那些能向量化的问题。”

钱先生点了点头：“好。知道自己能干什么、不能干什么，比什么都能干强。”

他回到座位。

钱先生刚坐下，包康建举手了：“小吕，你那个‘中层’，有我们存储组的磁盘。我问你：向量运算，一次要喂一批数据。这个‘一批’是多大？”

吕辰道：“取决于问题。可能是几十个，可能是几百个。”

包康建点头：“好。那我问你，磁盘的寻道时间是毫秒级的，数据传输率是kbs级的。你那个一批数据，如果存得七零八落，磁盘要花多少时间去找？”

吕辰沉默。

包康建教授定论：“你那个‘向量存储’，不是把数据存进去就行，是要保证数据‘摆得整齐’，连续存放、按需预取。否则，磁盘就是瓶颈，向量单元就得干等着。”

他看向夏先生：“夏所长，你们搞过磁盘文件系统吗？”

夏先生摇头：“没有。我们只研究过磁带。”

包康建笑了：“那正好。哈工大搞了三年磁盘，文件系统是现成的。但那是给‘标量’用的，不是给‘向量’用的。要匹配昆仑，得重新设计。”

他看向吕辰：“小吕，这个问题，算不算‘昆仑的问题’？”

吕辰点头：“算。而且是大问题。”

包康建道：“好。那我认领了，存储组负责研究‘向量化文件系统’。”

包康建刚坐下，秦世襄举手了。

他指着那个“向量处理单元阵列”：“小吕，你这一排向量单元，要同时执行同一个指令。这个‘同时’，怎么保证？”