莱茵河上游支流的晨雾还没散尽,海瑞克全球总部主楼东侧的技术档案室已经亮了灯。
汉克斯把一百一十七页的评估报告装订完毕,最后检查了一遍封面。
标题是他自己拟的,没有用任何修饰词:
《启航集团FPGA控制架构与海瑞克E-Drive系统技术差距量化分析》。
他看了一眼墙上的挂钟,早上六点十二分。
克劳斯要求八点之前交报告,但汉克斯决定提前。
不是因为报告写完了,而是因为结论太清楚了,多等两个小时没有任何意义。
他拨通克劳斯办公室的内线。
响了两声就接了。
“克劳斯,报告好了。”汉克斯说。
“现在过来。”
汉克斯夹着报告走出档案室,穿过连廊,推开克劳斯办公室的门。
克劳斯坐在办公桌后面,面前摊着昨晚会议的记录纸。
他显然一夜没睡,衬衫领口的扣子解开了两颗,下巴上有明显的青色胡茬。
穆勒也在,他蜷在角落的单人沙发上,手里握着一杯凉透的咖啡,眼睛布满红血丝。
汉克斯把报告递给克劳斯,自己拉了一把椅子坐下。
克劳斯没有从第一页开始翻,他直接翻到第四十三页,那是核心结论章节的起始页。
办公室里只有翻纸的声音。
克劳斯读得很慢。
他的手指在每一行数据下面停顿,有时候往回翻两页,对照前面的推导过程,然后再翻回来。
穆勒从沙发上坐直身体,盯着克劳斯的表情。
五分钟后,克劳斯合上报告。
他没有立刻说话,把报告放在桌面上,双手交叉,搁在报告上方。
“汉克斯。”
“在。”
“第四十七页,你写的那个算力模型。”克劳斯的声音很平。
“三百个DSP硬核完全并行,在同一个时钟上升沿完成三百路矩阵乘加运算。
你的估算基础是什么?”
“逆向推算。”汉克斯回答。
“华夏铁道部验收现场流出的那段录像,传感器主线缆被物理切断后,系统恢复通信的时间戳差值是0.87微秒。
我用这个数字反推。”
“0.87微秒内完成的操作包括什么?”
“至少四步。”汉克斯伸出四根手指。
“第一,检测到主干线缆断裂,识别信号丢失。
第二,定位断裂位置,确认失效节点编号。
第三,计算备用链路的最优路径。
第四,重组数据包,恢复全双工通信。”
克劳斯没有眨眼。
“四步操作,0.87微秒。”
“对,这四步如果用S7-400控制器跑,最乐观的估计是十到十五毫秒,差距在一万到两万倍之间。”
穆勒放下咖啡杯。
“但这不是最致命的,最致命的在第五十一页。”
克劳斯重新翻开报告。
第五十一页的标题是:
《架构哲学差异:冯·诺依曼瓶颈与硬连线并行范式》。
汉克斯站起身,走到白板前,拿起马克笔,他画了两个框图。
“左边是我们的架构。
CPU串行执行指令,从内存读取数据,处理,写回。
无论CPU主频多高,指令和数据共用同一条总线,同一时刻只能做一件事。
这是冯·诺依曼在1945年定义的计算机基本结构,直到如今没有本质变化。”
他在左边的框图上写下串行。
“右边是他们的架构。没有CPU,没有内存,没有操作系统。
所有控制逻辑被直接烧录进FPGA芯片的物理门电路。
三百个DSP硬核是三百个独立的计算单元,不共享总线,不排队等候,不存在指令调度开销。
数据从传感器进来的那一瞬间,三百个单元同时开始运算,同一个时钟周期内全部出结果。”
他在右边的框图上写下并行。
克劳斯盯着白板上的两个字。
“你的意思是,这不是性能差距,是架构差距。”
“对。”汉克斯放下马克笔。
“性能差距可以通过提高主频、增加核数、优化编译器来缩小。
架构差距不行,我们的CPU跑得再快,也要一条一条执行指令。
他们的FPGA是物理层并行,所有运算在同一时刻完成,这两件事在数学上就不是同一个量级。”
穆勒从沙发上站起来。
“等一下。”他走到白板前,抢过马克笔。
“FPGA不是新东西,赛灵思和阿尔特拉已经卖了十几年了。为什么之前没有人用FPGA做工业控制?”
汉克斯看了穆勒一眼。
“因为之前没有人解决时钟同步问题。”
穆勒的笔尖停在白板上。
“三百个DSP硬核要在同一个时钟上升沿触发运算,时钟信号传递到每个硬核的路径必须完全等长。”
“芯片内部的走线长度存在物理差异,一纳秒的时钟偏斜就会导致数据竞争,两纳秒就会锁存器死锁。”
“那他们怎么解决的?”穆勒追问。
“PLL锁相环加对称树状缓冲。”汉克斯回到座位上。
“具体怎么做的,我不知道,但从结果倒推,他们把时钟偏斜压到了50皮秒以内。”
办公室里安静了几秒。
穆勒慢慢走回沙发,坐下去,没有再说话。
50皮秒。
那是一秒钟的两百亿分之一。
在这个时间尺度上,光只走了一点五厘米。
海瑞克的E-Drive3.0系统花了一千四百万欧元,把过载保护响应时间从十五毫秒压到十毫秒。
穆勒当时觉得这是一个里程碑。
现在他知道了,对面在处理的是皮秒级的物理问题。
两个世界。
克劳斯翻到报告的第六十三页,那一页的标题让他的瞳孔收缩了一下。
《追赶可行性分析与投入产出预测》。
他一字一句地读完了整页内容。
然后他抬起头,看着汉克斯。
“你写的是,五年,三亿欧元,只能把差距从两万倍缩小到一百倍?”
“是的。”汉克斯没有任何犹豫。
“这还是最乐观的估计。
前提是我们在六个月内组建一支不少于五十人的FPGA专家团队,买到最新一代的赛灵思系列开发平台,并且在两年内完成从PLC到FPGA的架构迁移。”
“一百倍。”克劳斯重复了一遍这个数字。
“一百倍意味着,他们的系统在0.87微秒内完成的操作,我们需要87微秒。”汉克斯给出换算。
“87微秒在绝大多数工业场景下已经足够快,但在极端工况下,比如龙门山那种高压水囊突然爆裂、传感器瞬间损毁的场景,87微秒和0.87微秒就是生死之差。”
克劳斯没有说话,他拿起一支红色圆珠笔,在报告扉页的空白处写下一行字。
穆勒看不清克劳斯写了什么,但他看到克劳斯写完后,把笔帽盖上,放在报告旁边,然后靠在椅背上,闭上了眼睛。
过了大约三十秒,克劳斯睁开眼。
“汉克斯,你出去,报告留下。”
汉克斯站起身,没有多问,推门离开。
办公室里只剩克劳斯和穆勒。
克劳斯把报告推到桌面中央,让穆勒能看到扉页上那行红字。
穆勒探过身,读出声来:
“不可能通过内部研发追赶,必须改变竞争维度。”
穆勒读完后沉默了很长时间,他的目光从那行红字上移开,落在窗外的晨雾中。
“克劳斯,你打算怎么做?”穆勒追问。
克劳斯没有立刻回答。
他从抽屉里取出一份通讯录,翻到某一页,指尖停在一个名字上。
弗兰克,西门子工业自动化事业部总裁。
“我需要和慕尼黑谈。”克劳斯说。
穆勒皱眉。
“西门子?我们和西门子在控制系统市场上是竞争对手。”
“过去是。”克劳斯把通讯录合上。
“但现在我们有一个共同的问题。”
他站起身,走到衣帽架前取下外套。
“穆勒,你去联系田中诚一郎。三菱重工基础设施事业部。我需要知道他们对那份论文摘要的技术分析结论。”
穆勒愣了一下。
“三菱也叫上?”
“华夏那家公司公开了底层协议。”克劳斯穿上外套,系好纽扣。
“他们在邀请华夏国内所有设备接入他们的生态。
一旦那套协议变成华夏的国家标准,所有不兼容的进口设备将被排除在采购清单之外。”
穆勒的脸色变了。
“这不只是盾构机的事。”克劳斯拉开办公室的门。
“西门子的PLC、三菱的伺服驱动器、我们的液压控制柜。
只要华夏市场强制推行那套协议,咱们所有人在华夏的饭碗都会被砸掉。”
他走出门,回头看了穆勒一眼。
“联系田中,今天下午之前。”
门关上了。
穆勒一个人坐在办公室里,他拿起克劳斯留在桌上的报告,翻到扉页,再次看了一遍那行红字。
然后他翻到第五十一页,汉克斯写的那段话。
“启航的FPGA硬连线架构不是对现有PLC体系的改良和优化,而是彻底绕过了冯·诺依曼瓶颈的全新控制范式。
这种范式转移的本质,类似于从马车到内燃机的跨越,你无法通过给马喂更好的饲料来追上汽车。”
穆勒合上报告,把它抱在胸前。
他忽然想起去年在纽伦堡工业展上,启航的展位空空荡荡,只摆了一块宣传板和几份产品手册。
自己路过时连脚步都没停。
那个时候,谁能想到呢。
……
慕尼黑。
西门子工业自动化事业部总部大楼,七层会客室。
弗兰克亲自下楼迎接克劳斯。
两个人在走廊里握手的时候,弗兰克注意到克劳斯左手夹着一份装订好的报告,封面被红色圆珠笔批注过。
会客室的门从内部锁死,弗兰克的秘书被挡在门外。
两张椅子,一张圆桌,桌上放着两杯水,没有投影仪,没有白板,没有任何记录设备。
克劳斯把报告推到弗兰克面前。
“看第四十三页和第五十一页。”
弗兰克打开报告,他的阅读速度比克劳斯快,不到三分钟就读完了核心章节。
他合上报告时,眉头并不舒展。
“两万倍。”弗兰克说。
“两万倍是现状,五年三亿欧元之后,一百倍。”克劳斯补充。
弗兰克沉默了片刻。
“你来找我,不是为了告诉我这个数字。”