第349章 湍流的颜色（求订阅求月票）（1/2）
四月的芝加哥，天气是个狡猾的骗子。
透过戈登综合科学中心（GCIS）的双层隔热玻璃，阳光铺在橡木地板上，泛着金色的暖意。
但只要推开那扇沉重的金属防火门，密歇根湖吹来的湿冷风就会立刻教你做人。
那是种渗入骨髓的阴冷，能瞬间冻僵面部肌肉，把呼出的热气变成白雾。
林允宁推开206实验室的门。
冷风倒灌，搅动了室内原本沉闷的空气。
陈旧的红牛酸味，混合着刚冲泡的星巴克深烘咖啡焦香，扑面而来。
实验室里充斥着一种令人焦虑的低频底噪——
那是服务器机架上几十个散热风扇全速运转的啸叫。
在这个底噪之上，是机械键盘青轴那种清脆、密集、不间断的敲击声。
咔哒咔哒。
节奏快得让人心率加速。
赵晓峰缩在墙角的人体工学椅里。
椅背被拆掉了，取而代之的是一个硬邦邦的记忆棉靠垫，强行矫正着他佝偻的脊椎。
他面前竖着两块24寸的戴尔显示器。
屏幕亮度调到了最高。
幽蓝色的荧光映在他满是油光的脸上，把那个深陷的眼窝照得惨白。
桌面上是灾难现场：
红色的XilixVirtex-5FPGA开发板散落着，连接线纠缠成乱麻，几根探针危地悬在桌沿。
三罐捏扁的红牛易拉罐堆成了一个摇摇欲坠的金字塔。
旁边，是一袋敞口的奇多，橙色的粉末洒在了黑色的鼠标垫上。
而在实验室的另一头，靠窗的位置，是绝对的静止。
苏畅穿着一件宽松的灰色针织开衫，整个人陷在阴影里。
办公桌面干净整洁，只有几张写满字的A4纸。
她盯着窗外光秃秃的橡树枝桠，眼球几乎一动不动，甚至连呼吸的起伏都难以察觉。
手中的圆珠笔在指间无意识地转动，笔尖悬在纸面上方一毫米处，迟迟没有落下。
“醒醒神。”
林允宁把手里的托盘放在公共桌上，纸杯底座磕在桌面上，发出沉闷的响声。
“馥芮白是晓峰的，燕麦拿铁是苏畅的。没加糖，只有咖啡因。”
赵晓峰像是被触发了某种硬件中断，猛地从代码堆里拔出脑袋。
他眼球上布满了红血丝，眼神聚焦了足足两秒才看清来人。
“林老师……你真是我的救命恩人。”
赵晓峰抓过咖啡，甚至没试温就灌了一大口。
滚烫的液体顺着食道滑下去，他龇牙咧嘴地吸了口气，随后长叹一声，整个人瘫软在椅子上。
“Res-20在FPGA上的并行化遇到了死结。”
他指了指屏幕上一条陡峭上升然后突然断崖式下跌的红色曲线，声音沙哑，“为了追求吞吐量，我把流水线拆到了极致，每个时钟周期都塞满了乘法运算。
“现在的推理速度提升了30%，但是……”
他用力敲了敲回车键，屏幕弹出一串报错日志。
“内存墙（MeoryWall）。DDR3的带宽被吃光了。计算单元大部分时间都在空转，等待数据从内存搬运过来。
“这感觉就像你开着一辆法拉利，却被堵在了晚高峰的肯尼迪高速上，只能怠速烧油。”
林允宁脱下沾着冷气的羽绒服，挂在椅背上。
他拉过一把椅子，坐在赵晓峰旁边，眼神扫过屏幕上那些密密麻麻的时序图。
“别想着怎么把数据从内存里搬来搬去，晓峰。那是无用功。
“冯·诺依曼架构的局限性，没办法单凭算法越过去的。”
林允宁从卫衣口袋里掏出那张在机场候机时随手画的草图，抚平了上面的褶皱，推到赵晓峰面前。
图上没有复杂的电路逻辑，只有一堆排列整齐的方块，中间用单向箭头串联起来，形成了一个紧密的矩阵。
“这是什么？”
赵晓峰推了推鼻梁上厚重的眼镜，凑近看了看，“二维网格？每个节点只有局部连接……这拓扑结构看着眼熟。H.T.Kug的脉动阵列（SystolicArray）？”
“识货。”
林允宁满意地点了点头。
赵晓峰作为清华姚班出身的硬核极客，不仅基础扎实，也称得上是博闻强记。
“可是那是70年代的老古董了，”
赵晓峰眉头拧成了疙瘩，“那是为了做专用矩阵乘法设计的，灵活性太差，编程难度极高。
“现在谁还用这个？大家都转投GPU了，CUDA才是未来。”
“GPU的设计初衷是图形渲染，它的缓存机制是为了纹理映射，不是为了深度学习里的张量计算。”
林允宁拿起一支笔，在草图的方块上点了点。
“既然我们要做AI专用芯片，为什么要追求通用性？
“我要的就是极致的矩阵乘法效率，哪怕它连个如果是（if-else）都算不了。”
他随手在白板上写下一行算式：
C[i][j]+=A[i][k]*B[k][j]
“在传统的架构里，每算一次乘加运算，你就要去内存里读一次A，读一次B，再写回一次C。这种频繁的读写就是你在高速公路上遇到的红绿灯。”
林允宁的手指顺着草图上的箭头滑动。
“但在脉动阵列里，数据不是‘存取’的，而是‘流动’的。
“左边的计算单元（PE）接收数据，完成一次乘法，加上局部结果，然后直接传给右边的邻居。
“上边的传给下边。数据在芯片内部流动一次，就被榨干了所有的计算价值，最后才写回内存。”
赵晓峰盯着那张图，狠狠吞了口口水。
他的手指在桌面上飞快地敲击，似乎在脑海里重新构建电路的时序。
“没有全局总线……全是局部互连……如果这样的话，”
他喃喃自语，“我可以省掉至少40%的片上缓存控制逻辑，把省下来的硅片面积全部塞满乘法器（MAC）。如果不考虑分支预测和乱序执行这些乱七八糟的东西……”
“对，就是这个思路。”
林允宁拍了拍他的肩膀，“这个作业交给你了。不用设计完整的TPU，先用Verilog给我写一个16x16的脉动阵列原型。这对你来说并不难，一个月就能搞定吧。”
“两周。”
赵晓峰接受了挑战，顿时来了精神。
他把那袋奇多扔进垃圾桶，转过身面对屏幕。
手指悬在键盘上方停顿了一秒，然后噼里啪啦地敲击起来，节奏比之前更快、更狠。
“只要你不嫌弃我的Testbech写得烂。”
林允宁笑了笑，端起自己的黑咖啡，转身走向窗边。
那边的静止区域依然存在。
苏畅保持着之前的姿势，仿佛被透明的树脂封存了。
实验室里嘈杂的键盘声、风扇声，甚至赵晓峰刚才的抱怨，都在她周围的一米处自动消音。
直到林允宁走到她面前，挡住了窗外刺眼的阳光，在她的桌面上投下一片阴影。
苏畅迟钝地抬起头。
她的瞳孔处于一种不自然的放大状态，眼神没有焦距，像是穿透了林允宁的身体，看着虚空中的某一点。
“林老师。”
她小声叫道，声音很轻，带着一丝从深海浮上来的窒息感。
“那个持续同调（PersistetHoology）的作业，”
林允宁靠在窗台上，视线落在她面前的那几张纸上，“条形码（Barde）图算出来了吗？”
那是一张由计算机生成的拓扑特征图。
横轴是过滤参数（Filtratio），纵轴是同调群的特征生成元。
正常的条形码图应该是一条条清晰的长短线段，代表着数据中存在的拓扑结构（如孔洞、空腔）的寿命。
但苏畅面前的这张图，乱得像一团被猫抓过的毛线。
“我研究了几个月，”
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