天罡后续芯片的兼容策略,是方程过去两个月里思考最多的问题。天罡OS的开发者生态已经初具规模——五十二万注册开发者,超过三千款应用,月活用户突破两亿。这个生态的根基是开发者对天罡OS的投资信任。每一个开发者都在天罡OS上投入了时间、精力和资源,他们最害怕的事情不是市场竞争,而是平台背叛——突然改变指令集、突然不兼容旧应用、突然让过去的投入变成沉没成本。
但天罡芯片团队面临另一个压力——性能必须持续提升。如果为了兼容性而绑死在旧的指令集架构上,性能天花板就会很快到来。旧秩序的芯片巨头就吃过这个亏,为了兼容三四十年前的指令集,芯片架构变得臃肿不堪,性能和能效的提升越来越慢。天罡芯片不想重蹈复辙。
方程拿起终端,给章宸发了一条消息:“章总,天罡后续芯片的兼容策略评审会,今天下午两点,旧楼四层会议室。芯片团队、OS团队、开发者工具团队都要参加。你来主讲芯片架构部分。”
章宸回复:“好。我上午刚从天权4号的试产在线下来,下午准时到。”
下午两点,会议室坐满了人。方程坐在主位,左手边是章宸和芯片团队的几个内核架构师,右手边是天罡OS的产品负责人赵海和开发者工具链的负责人老孙。陈醒没有到现场,但视频连接数开着。
方程先开场。
“天罡后续芯片的兼容策略,内核问题只有一个——天罡2号芯片的指令集,要不要和天罡1号保持二进位兼容?”
“二进位兼容”这四个字一出口,会议室里的气氛就变了。芯片团队的几个架构师互相看了一眼,表情微妙。他们心里清楚,二进位兼容意味着天罡2号的微架构必须在天罡1号的基础上做增量改进,不能做颠复性创新。而他们手上已经有一份“天罡2号全新架构”的方案,性能预估比天罡1号提升三倍,能效提升两倍,代价是指令集完全不兼容。
章宸站起来,走到白板前,画了两条线。
“天罡1号芯片的指令集,是基于精简指令集架构的扩展版本。我们增加了矢量指令、矩阵指令、以及安全指令。这套指令集的设计目标是——在功耗和面积受限的移动终端上,提供足够的性能和灵活性。两年过去了,这套指令集证明是成功的。天罡OS在上面跑得很流畅,开发者的应用不需要任何修改就能跑。”
“但是,天罡1号指令集有两个先天不足。第一,矢量寄存器只有一百二十八位,对于AI推理来说太窄了。现在的模型权重越来越精细,一百二十八位矢量一次只能处理四个三十二位浮点数,效率低下。第二,缺少原子操作指令。多核并发的场景下,需要软件用复杂的方式仿真原子操作,开销很大。”
章宸在白板上写了两个数字。
“天罡2号如果保持二进位兼容,我们只能在天罡1号的基础上做增量——矢量寄存器扩展到两百五十六位,增加原子操作指令,再优化一些微架构细节。这样做的结果是——性能提升百分之四十到百分之六十,能效提升百分之三十左右。这个提升幅度,在行业内算不错,但不够惊艳。”
“如果天罡2号采用全新架构,我们可以设计一套全新的矢量指令集,支持五百一十二位矢量,增加矩阵乘法加速指令、稀疏计算指令、以及更丰富的原子操作。性能可以提升三倍,能效提升两倍。代价是——不兼容天罡1号的二进位代码。开发者需要重新编译应用,部分深度依赖指令集特性的底层库需要重写。”
章宸讲完,会议室里沉默了十几秒。
赵海第一个开口。“章总,性能提升三倍当然诱人,但开发者生态的代价太大了。天罡OS现在有五十二万开发者,三千多款应用。如果让他们重新编译甚至重写代码,至少百分之三十的开发者会流失。这个损失,天罡生态承受不起。”
老孙补充了一句。“不只是重新编译的问题。很多开发者用了我们提供的底层库,这些库是高度优化的汇编代码,直接写了天罡1号的指令。如果指令集变了,这些库要全部重写。工作量至少六个月。”
芯片团队的一个年轻架构师忍不住了。“但是如果不换架构,天罡芯片的性能天花板太低了。旧秩序的下一代芯片,性能预估提升百分之五十到百分之七十。我们只提升百分之四十到六十,怎么竞争?开发者会问——为什么天罡芯片的性能提升比对手慢?到时候流失的开发者可能更多。”
两边的观点都有道理,会议室里的争论开始升温。
方程敲了敲桌子。“都别吵。章总,你有没有想过第三种方案?”
章宸转过身,在白板上画了一个新的框图。