第125章 测试成功,性能超越预期(1/2)
原型机组装完成后的第三天,西安国际港务区的重型装备产业园内,三一重工的大型挖掘机正在进行极限负载测试。驾驶室里,工程师李建国紧盯着仪表盘上的各项数据,手指在操作杆上灵活操控,挖掘机的铁臂精准地抓起一块重达50吨的钢锭,缓缓举过头顶。与以往不同的是,这台挖掘机的控制系统里,安装着深蓝科技刚研发的量子碳管芯片原型机。
“李工,发动机转速稳定在2200转,液压系统压力正常,芯片的运算延迟只有0.001秒,比之前用的进口芯片快了10倍!”监控室里,研发中心的软件工程师小张对着对讲机大喊,屏幕上的实时数据曲线平稳得像一条直线。李建国放下操作杆,擦了擦额头上的汗水,露出了惊讶的表情:“这性能也太离谱了!之前抓50吨的钢锭,操作杆会有明显的迟滞感,现在就像操控玩具一样灵活。而且连续运行了三个小时,仪表盘上的温度显示才45c,比进口芯片低了足足20c!”
林渊和苏晴站在监控室里,看着屏幕上的测试数据,脸上露出了欣慰的笑容。这是原型机的第一次工业场景实测,选择三一重工的重型挖掘机,就是因为其工况恶劣、负载极大,最能考验芯片的稳定性。苏晴调出芯片的内部温度分布图谱:“量子碳管的散热优势完全体现出来了。传统硅基芯片在这种负载下早就触发过热保护了,我们的芯片核心温度才60c,还有很大的性能冗余。”
然而,测试刚进行到第四个小时,意外突然发生。园区内的高压线路突然出现故障,电压从380v骤降到220v,挖掘机的发动机瞬间出现抖动,仪表盘上的故障灯开始闪烁。李建国惊呼一声:“不好!电压不稳,进口芯片遇到这种情况肯定会死机!”监控室里的气氛瞬间紧张起来,所有人都紧盯着屏幕上的芯片状态数据。
屏幕上的芯片供电电压曲线快速下滑,但运算速度曲线只是短暂波动后就恢复了稳定。小张激动地拍了下桌子:“稳了!芯片的自适应供电系统起作用了,自动调整了核心电压,运算性能没有受到影响!”几秒钟后,挖掘机的发动机恢复了平稳运转,钢锭稳稳地停在半空中,没有出现丝毫晃动。李建国长出一口气,对着对讲机说:“太神了!这芯片的抗干扰能力比军用级芯片还强!”
工业场景实测的成功让团队信心大增,但林渊知道,要彻底证明芯片的竞争力,还需要通过更严苛的测试。当天下午,王所长带领军工研究所的测试团队来到研发中心,带来了一套极端环境测试设备。“小林,这是我们用于导弹制导系统的测试标准,比国际通用标准严苛三倍。”王所长指着一台巨大的测试舱,“高低温循环、强电磁干扰、振动冲击,三项测试同时进行,能挺过去才算真正合格。”
测试舱缓缓关闭,内部的温度开始快速变化,从-50c骤升到150c,反复循环;舱体周围的线圈产生了强电磁干扰,强度达到了1000v\/m,相当于雷电击中时的电磁强度;振动平台启动,模拟导弹发射时的剧烈震动,加速度达到了20g。监控屏上的芯片参数开始剧烈波动,运算速度从4.3ghz降到了3.8ghz,漏电率也出现了小幅上升。
“要不要降低测试强度?”王所长看着波动的数据,有些担心地问。林渊摇了摇头,紧盯着屏幕:“再等等,这是芯片的自适应保护机制在起作用。”果然,几分钟后,芯片的运算速度开始回升,漏电率也逐渐稳定下来。当测试进行到第100个循环时,所有参数都恢复了正常,没有出现任何错误代码。
测试舱打开的瞬间,王所长快步走过去,拿起芯片原型机仔细检查。原型机的外壳有些发烫,但接口和线路没有任何损坏。他看着测试报告,激动得声音都在颤抖:“三项测试全通过了!连续运行100个循环,性能衰减率只有2%,这是我见过的最优秀的芯片!导弹制导系统要是用上这种芯片,精度能提升30%,抗干扰能力提升50%!”他当场拍板,“我们军工研究所先订10万片,用于下一代导弹制导系统的研发!”
军工测试的成功让量子碳管芯片声名鹊起,国内的航天科技、中船重工等企业纷纷打来电话,要求签订采购意向协议。然而,林渊并没有被眼前的成功冲昏头脑,他知道,要想在全球市场立足,必须与asml的5nm技术正面抗衡。当天晚上,他召集团队,决定进行一次对标测试,将量子碳管芯片与asml的5nm芯片放在同一平台上进行性能比拼。
对标测试的难度远超想象。asml的5nm芯片掌握在台积电和三星手中,根本不对外出售。赵磊通过多方渠道,终于从一家台湾的代理商手中买到了一片用于测试的5nm芯片,花费了整整50万美元。拿到芯片的那一刻,赵磊感慨道:“这哪里是买芯片,简直是买黄金,一克芯片比一克黄金贵了10倍!”
测试在中科院微电子研究所的超净实验室里进行,由王之江院士亲自担任测试总监。测试项目包括运算速度、功耗、高温稳定性、抗干扰能力等10个核心指标,采用国际通用的spec cpu 2017测试套件。为了确保测试的公正性,国际半导体技术评估机构的琼斯教授也到场全程监督。
测试开始后,两台搭载不同芯片的服务器同时启动。在运算速度测试中,量子碳管芯片的成绩很快就显现出优势。运行同样的人工智能训练模型,量子碳管芯片仅用了45分钟,而asml的5nm芯片用了72分钟,运算速度提升了60%。琼斯教授推了推眼镜,惊讶地说:“这个提升幅度太惊人了!我原本以为能提升30%就很不错了。”
在功耗测试中,量子碳管芯片的优势更加明显。完成同样的运算任务,量子碳管芯片的功耗仅为50瓦,而asml的5nm芯片功耗达到了120瓦,能效比提升了140%。王之江院士看着测试数据,激动地说:“这意味着数据中心要是用上我们的芯片,电费能节省一半以上!对于节能减排来说,这是革命性的突破!”
最关键的高温稳定性测试中,测试温度从室温逐渐升高到180c。当温度达到150c时,asml的5nm芯片开始出现运算错误,温度升到160c时彻底死机;而量子碳管芯片在180c的高温下依然能稳定运行,运算速度只下降了10%。琼斯教授当场宣布:“在高温稳定性方面,量子碳管芯片实现了对5nm硅基芯片的碾压式超越!”
对标测试的结果让整个半导体行业震动。国际半导体产业协会连夜发布了测试报告,将量子碳管芯片评为“2024年最具革命性的半导体技术”。asml的股价在报告发布后再次暴跌15%,ceo彼得·温宁克紧急召开董事会,宣布推迟5nm光刻机的发布会时间。行业媒体纷纷发文:“龙国芯的崛起,将彻底改写全球半导体产业的格局!”
测试成功的消息传到研发中心,整个园区都沸腾了。员工们自发地举起横幅,上面写着“龙国芯,世界强”的字样,在广场上欢呼雀跃。范德霍夫教授被员工们举起来抛向空中,老教授笑着大喊:“我就知道,我们一定能成功!”陈涛和张明抱着啤酒,在实验室里放声高歌,压抑已久的情绪终于得到了释放。
然而,狂欢过后,一个新的问题摆在了团队面前——芯片还没有正式命名。林渊召集团队开会,征集芯片的名字。有人提议叫“深蓝一号”,简洁明了;有人提议叫“秦芯”,体现西安的地域特色;还有人提议叫“破垄断”,直接彰显芯片的意义。但这些名字都没能得到所有人的认可。
苏晴看着窗外的夕阳,突然想起了什么,轻声说:“我提议叫‘伏羲’。”众人都愣住了,苏晴解释道:“伏羲是中华民族的人文始祖,发明了八卦,开启了龙国文明的先河。我们的量子碳管芯片是一种全新的技术架构,就像伏羲创造八卦一样,开启了半导体产业的新时代。而且‘伏羲’二字朗朗上口,既有文化底蕴,又能体现自主创新的精神。”
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