返回第422章 天权6號功耗曲线优化攻关  重回1990:我的科技强国路首页

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张京京抬起头。rtl冻结意味著寄存器的逻辑设计已经锁死,不能再改。但电路设计不止rtl一层,在rtl之下的物理设计层面,还有一些可以调整的变量——时钟树的驱动强度、缓衝器的级数、电源网络的分区开关时序。

“异构互联总线的电流尖峰根源是总线事务並发导致的瞬时开关电流叠加。预调度模型的做法是在尖峰来临前插入等待周期,用吞吐率的微小损失换功耗峰值的安全裕量。但如果从物理设计层面,把总线事务的时钟边沿在十二个事务通道之间错开零点几个时钟周期,让开关电流的峰值在时间轴上自然分散,尖峰就能被压平。这个方案不涉及rtl修改,只需要在物理设计的时钟树综合阶段增加一组分通道的时钟偏斜约束。”

林薇在白板上把张京京的方案画成了一张时序图。十二条总线事务通道的时钟边沿原本全部对齐,开关电流在同一时刻叠加,形成尖峰。如果给每条通道引入一个递增的时钟偏斜——第一条通道零偏斜,第二条偏斜零点零三个时钟周期,第三条偏斜零点零六个,以此类推——十二条通道的开关电流就会在时间轴上均匀分布,峰值自然下降。

“理论可行,但代价是什么?”章宸问。

“最大偏斜量零点三三个时钟周期,在建立时间裕量內可以消化。代价是总线事务的完成时间增加了零点三三个周期,吞吐率下降大约百分之零点三,比预调度模型的百分之零点七更小。”张京京把数字列在白板上,“更重要的是,这个方案和预调度模型不衝突。两条路径可以叠加——时钟偏斜在物理层面削减尖峰的基础峰值,预调度模型在逻辑层面处理剩余的高峰事件。叠加之后,即使预调度模型的准確率在125度下暂时只有百分之八十三点七,物理层面的偏斜方案也能把漏报时尖峰的起点从58瓦压低到52瓦左右,52瓦到43瓦之间的差距由正在校准中的预调度模型覆盖。”

林薇在白板上的方案旁边写了一行字:“双路径协同——物理时钟偏斜压低基础峰值+ai预调度模型压制剩余尖峰。”然后她用一条线把这句话和陈醒刚才问的实体清单问题连在一起。“双路径的好处不只是技术上的。如果实体清单落地,预调度模型的云端重训练资源可能受限——代工厂的断供往往会连带eda工具和云端算力服务的出口管制收紧。但物理时钟偏斜方案不依赖任何外部工具和算力,它只需要我们在自己的物理设计环境里调整一组约束参数。它是功耗优化攻关中唯一一条完全自主可控的路径。”

陈醒在笔记本上写了三个字:“自主可控。”然后抬头看向章宸。“双路径方案批准。时钟偏斜方案由张京京在物理设计阶段落地,不增加流片周期。预调度模型重新训练由赵静在三周內完成,苏黛批租用测试设备的预算。两条路径互为备份,但自主可控的那条优先级更高。”

章宸把决议逐项记入天权6號开发任务书,同时在待办事项清单上增加了三个条目:第一,张京京在天权6號物理设计的时钟树综合阶段完成分通道时钟偏斜约束的落地,两周內提交静態时序分析验证报告;第二,赵静在追光四期完成五百颗天权4號晶片的125度极限温度测试后一周內,提交预调度模型重新训练的准確率达標报告;第三,林薇统筹两条路径的协同验证,確保时钟偏斜方案和预调度模型的叠加效果在样片回片前的仿真中完成闭环。

散会后赵静没有立刻离开。她坐在会议室里,把张京京提出的时钟偏斜方案的物理实现细节在脑子里过了一遍,然后打开终端给张京京发了一条消息:“时钟偏斜方案如果落地,预调度模型的输入特徵可以减少一维——总线事务的时间聚集度会因为偏斜而自然降低,模型不需要再预测事务並发引起的叠加效应,只需要聚焦在单通道的大电流事务上。模型结构可以简化,推理延迟能进一步压缩。”

张京京的回覆在三十秒后到了:“简化后的模型推理延迟能压到多少?”

“两点五纳秒,比现在的三点二纳秒再快零点七纳秒。这对削峰响应速度的提升是决定性的。”

张京京看著那串数字,在刚刚摊开的物理设计草图上用铅笔標註了一个新的约束条件:时钟偏斜步长零点零三个周期,总偏斜范围零点三三个周期,最大吞吐率损失控制在百分之零点三以內。然后她在草图底部写了一行字作为设计准则:“物理层解决物理层能解决的问题,算法层解决算法层能解决的问题,两层之间不互相等。”

当天下午,苏黛批下来的一百二十万测试设备租赁预算到了梁志远的帐上。合城本地那家第三方检测实验室的两台极限温度测试设备在傍晚六点正式排入追光四期的测试资源池,与追光四期自有的那台设备组成三台並行的测试阵列。第一批一百颗天权4號晶片从库存中调拨出来,贴上测试批次的標籤,在晚上九点整装入三台设备的测试腔体。测试程序设定为从负40度到125度的全温度梯度扫描,每个温度点停留三十分钟,採集全部八个负载档位的总线电流波形,採样频率设定在十兆赫兹——这个频率能捕捉到纳秒级的电流尖峰。

赵静把测试数据实时回传的接口接入了小芯ai团队的工作站,第一批一百颗晶片的低温段数据在凌晨两点开始陆续到达。她安排了两个研究员轮流值班盯数据质量,同时在模型训练框架中预设了一组新的特徵变换函数——专门针对125度高温区电晶体漏电分量的非线性特性建模。这组函数的设计思路来自林薇在会上指出的根因:温度升高导致閾值电压下降,关断漏电呈指数级上升。指数函数的参数需要从实测数据中擬合,但函数形式是確定的。把確定的物理先验知识嵌入模型结构,可以显著减少模型对训练数据量的需求,就像张京京把物理层的確定性交给时钟偏斜,把不確定性交给预调度模型一样。

凌晨三点,赵静在值班日誌上写了一行记录:“双路径思路的核心价值不在於多了一条备份路线,而在於两条路径各自解决各自擅长的问题。物理方案解决確定性问题,ai方案解决统计性问题。这是天权6號功耗曲线优化攻关的方法论——以后天权7號的3d堆叠功耗问题,也可以沿用这个方法论。”

她把日誌存档,抬头看了一眼工作站屏幕上正在跳动的一排排数据曲线。第一批测试晶片在125度下的总线电流波形已经开始陆续回传,屏幕上的三维散点图中,高温区的非线性簇正在以每小时几十个数据点的速度密集填充。三周后,这些数据將训练出一个能在125度极端工况下准確预测电流尖峰的ai模型。而张京京的时钟偏斜方案將在物理设计完成后,和这个ai模型在仿真环境中完成第一次协同验证。

走廊尽头的封闭开发区里,张京京工位上的灯还亮著。她的物理设计草图上,十二条总线事务通道的时钟偏斜约束已经標註完毕,旁边用红笔写了一行备註:“偏斜约束依赖时钟树综合工具的本地部署版本,不依赖外部eda云服务。”在她手边,追光四期中控室刚刚传来的一份简报名为“国產化试產晶圆电性老化测试最终结果”——首批十二片晶圆的168小时老化测试全部通过,良率稳定在92.1%,金属互连电阻偏差的那片晶圆在老化过程中没有出现性能退化。简报末尾附了梁志远的一句话:“国產化產线已具备持续產出能力,可为天权6號样片回片后的量產测试提供完全自主可控的测试环境。”

张京京看完简报,在物理设计草图的“时钟偏斜约束”旁边又加了一行字:“从流片到量產,每一条技术路径都要有国產化的备份方案。”然后她合上草图,起身走向走廊尽头的咖啡机。窗外夜色正浓,追光四期的洁净车间灯火通明,中央研究院的屏幕墙上,天权6號的版图正在一块一块地拼接成形。

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