Китайские учёные всего за несколько минут, основываясь лишь на своих оценках, практически угадали происхождение Raspberry Pi.
Если бы Линь Жань знал об этом, он бы обрадовался. Но и директор Цянь, находившийся на месте, уже был впечатлён их проницательностью.
Он захлопал в ладоши:
— Вы действительно лучшие специалисты в области полупроводников и вычислительной техники. Отличное предположение. Чтобы не влиять на ваши выводы, я намеренно не предоставлял вам дополнительной информации. Ваши догадки очень близки к тому, что сообщил товарищ, который достал для нас это устройство. В его последнем сообщении также говорилось, что это компьютер на транзисторах, с подробным описанием каждого компонента и инструкцией по использованию.
Услышав это, учёные внутренне помрачнели.
«Последнее сообщение»? Значит, устройство было добыто ценой жизни!
Все они чувствовали, что, как специалисты, они уже счастливчики, имея возможность работать в безопасности в тылу.
— Ладно, все идите отдыхать. Впереди много работы, она будет тяжёлой. Вам нужно быть в хорошей форме, нагрузка будет огромной.
Знакомство с Raspberry Pi было необходимо, чтобы подготовить почву для дальнейшей работы. Нельзя же было заставить людей, которых оторвали от семей в Пекине и Шанхае, работать с обидой.
Когда У Сицзю вернулся в свою двухкомнатную квартиру и уже хотел лечь спать, жена не спала и похлопала его по плечу:
— Лао У, зачем нас так внезапно привезли сюда?
У Сицзю махнул рукой:
— Ничего особенного. Извини, но, похоже, нам придётся здесь надолго.
Хотя он считал эту работу очень важной — и то, что он увидел, и слова директора Цяня о серьёзности ситуации — у него не было никаких претензий. Он даже был рад, что вернулся в Китай. Если бы он остался в Америке, разве он смог бы работать с таким передовым компьютером, как Raspberry Pi? Ему не нужно было быть гением, чтобы понять, что такие исследовательские проекты для китайцев были абсолютно секретны. Не каждый был Линь Жанем, и не у каждого был его талант и удача.
Но У Сицзю всё равно чувствовал себя виноватым перед женой. Она и дети были вынуждены ехать с ним в такое место. Условия здесь были гораздо суровее, чем в Пекине.
— Ничего страшного. Если ты действительно можешь помочь стране, работай хорошо, — сказала жена.
Похожие слова говорились в каждой семье. Если нельзя изменить ситуацию, нужно принять её.
Не только специалисты по полупроводникам и инженеры стекались сюда, но и эксперты в области космонавтики, авиастроения, авиации и ракетостроения также собирались в Паньчжихуа.
После получения Raspberry Pi руководство определило два приоритета. Главным было не воспроизведение Raspberry Pi, а создание баллистической ракеты, способной напрямую угрожать территории США. Это была первоочередная задача.
От китайских шахт до территории США требовалась дальность не менее 8000 километров. В то время Китай только что успешно скопировал советскую баллистическую ракету малой дальности Р-2 с дальностью всего 600 километров. То есть дальность нужно было увеличить в десять раз.
Это была задача директора Цяня. На совещании он дал обещание: если за пять лет он не справится, он готов принять любое наказание.
В исходной истории первая китайская межконтинентальная баллистическая ракета Дунфэн-5 разрабатывалась с 1965 года, а первый полный испытательный запуск состоялся в 1980 году. То есть директор Цянь должен был сократить 15 лет до пяти.
В то время у Китая были технологические ограничения: двигатели на жидком топливе были несовершенны, тяга ограничена, что не позволяло создать ракету большой дальности. Системы наведения отставали — инерциальная навигация и гироскопы были недостаточно точны для межконтинентальных ударов. Не хватало жаропрочных материалов и точной обработки для возвращения в атмосферу. Вычислительные мощности полагались на механические и ранние электронные компьютеры, что серьёзно ограничивало моделирование и оптимизацию.
Raspberry Pi мог решить многие из этих проблем: моделирование гидродинамики могло значительно ускорить проектирование аэродинамических и двигательных систем. Анализ данных после испытательных запусков, который раньше занимал месяцы, с Raspberry Pi можно было ускорить до недели. Но Raspberry Pi не был панацеей. Требовалось наверстать упущенное в материалах и точной обработке, ускорить разработку жидкостных ракетных двигателей и усовершенствовать системы наведения.
В общем, пять лет — это короткий срок, но учитывая текущую ситуацию, Китай не мог иначе. После бесчисленных стратегических совещаний в Пекине возникло беспрецедентное чувство срочности.
Линь Жань говорил, что Америка обнаружила инопланетные технологии и передала им Raspberry Pi. Кто мог гарантировать, что они нашли только Raspberry Pi? А вдруг у них есть ещё какое-нибудь супероружие? А что, если у Советского Союза, находящегося прямо у границ Китая, есть секретное оружие или другие технологии? А если Америка обнаружила другой мир? У них есть ресурсы двух миров для развития. Что, если содержание «Человека в высоком замке» — правда, и это тоже информация, которую Линь Жань хотел им передать?
В Китае в то время никто не знал, кто такой Филип Дик — он не был известен даже через двадцать лет. Причина, по которой Америка ещё не начала экспансию, может быть в том, что они ведут войну в другом мире с Германией и Японией. А когда они победят и объединятся, они начнут захватывать этот мир. В общем, прочитав сообщение Линь Жаня, все пришли к одному выводу: если у них не будет козыря, они станут мясом на разделочной доске. Они будут подобны рыбе и мясу, а кто-то другой — ножу и разделочной доске.
Поэтому главной задачей директора Цяня была ракета, способная долететь до территории США. Цель разработки ракет в Китае была не только в отношении США, но и «старшего брата».
Второй приоритет — воспроизвести Raspberry Pi и сосредоточить усилия на развитии полупроводниковых технологий.
Для этого весь этот район был отведён им и будет расширяться в будущем. Кроме того, Китай приложит все усилия, чтобы собирать все академические журналы из Америки, Европы и Советского Союза, надеясь, что даже малейшая информация будет полезной. Если в прошлом году был создан лишь канал для возможного поступления журналов, то теперь этот канал стал полноценным путём. Китай поставил получение академических журналов в число своих главных внешнеполитических задач и распределил его между товарищами в Восточной Европе.
Линь Жань и не предполагал, что всё сработает так хорошо. В конце концов, движущей силой был кризис выживания.
Китайские учёные сначала получили от директора Цяня руководство по использованию симулятора, и он вкратце объяснил его. Остаток дня был выделен на то, чтобы они могли сами проверить Raspberry Pi.
Ся Пэйсу указала на экран телетайпа:
— Вот результат работы симулятора на Raspberry Pi. Я ввела простую модель транзисторного усилителя, и через несколько секунд он выдал выходной сигнал. Это намного быстрее, чем ручные расчёты и эксперименты.
Слово «программное обеспечение» было прямым переводом из книги Линь Жаня.
Се Сидэ удивлённо поправила очки:
— Действительно, как сказал директор Цянь, всего несколько секунд. Наш предыдущий компьютер 103 тратил несколько часов на простейшие расчёты. Насколько же мощна эта маленькая коробочка?
Ся Пэйсу ответила:
— Думаю, нам нужно провести тщательное контрольное исследование.
Хуан Кунь молчал, нахмурившись, и время от времени что-то писал на бумаге. Только когда Ся Пэйсу закончила, он сказал:
— Возможно, его производительность в операциях с плавающей точкой составляет сотни миллионов? Как я и предполагал. Вчера я не спал всю ночь и примерно оценил его теоретический предел. Затем сегодня я снова проверил. Я считаю, что его производительность около 2 миллионов операций в секунду, максимум — до 400 миллионов. Когда мы только приехали, я попросил директора Цяня запустить задачу с известным объёмом вычислений — умножение матриц 100×100. Задача заняла меньше двух секунд; для простоты я взял две секунды. Объём вычислений при умножении матриц пропорционален кубу размерности, то есть для матрицы 100×100 требуется около миллиона операций с плавающей точкой. Значит, миллион операций занимает две секунды, и Raspberry Pi работал очень стабильно. Я грубо оценил его тактовую частоту в 1–10 МГц, но на самом деле она может быть намного выше. Я уже завысил, но мне трудно представить его предел. Учитывая, что он может выполнять сложные симуляции, у него может быть несколько вычислительных блоков — возможно, все чёрные квадраты на плате — это вычислительные блоки. Их четыре, значит, минимальная производительность — 2 миллиона операций в секунду, максимальная — 400 миллионов. Конечно, я оцениваю консервативно, исходя из того, что мы знаем. Возможно, производительность ещё выше — например, 4 миллиарда?
Ся Пэйсу кивнула:
— Четыре миллиарда — я сомневаюсь, нужно запустить более сложные задачи.
Модель Хуан Куня основывалась на технологических знаниях 1962 года, включая частоту и эффективность команд, но без учёта современных конвейеров и кэшей. Из-за отсутствия внутренних деталей Raspberry Pi (например, четырёхъядерного процессора на 1,5 ГГц) его оценка была занижена. Но случайно названные им 4 миллиарда были близки к реальным.
— Я думаю, нам нужно сосредоточиться на том, как его использовать, а не разбирать, — сказала Се Сидэ. — Мы должны сначала создать нечто подобное. Это, безусловно, очень полезно. Сейчас, исследуя свойства полупроводниковых материалов, мы часто полагаемся на приближённые формулы и ручные расчёты. С Raspberry Pi можно получать численные решения напрямую, что значительно повысит эффективность.
Ван Шоуу, взволнованный, постучал по столу:
— Профессор Ся, меня очень заинтересовал этот симулятор. При проектировании транзисторов нам всегда приходится экспериментировать, подбирая параметры. Теперь с этим ПО мы можем проводить оптимизацию напрямую.
Когда директор Цянь вернулся и выслушал их отчёты, он горько усмехнулся:
— Только пока вы можете пользоваться им без ограничений. Даже в это время нужно быть осторожными и не использовать его слишком часто. Если он сломается, мы не сможем за это отвечать.
Если бы он сломался, директор Цянь мог бы сойти с ума — неудача с разработкой межконтинентальной ракеты за пять лет была бы меньшей проблемой, чем потеря Raspberry Pi.
— В дальнейшем для использования нужно будет подавать заявки. Не только вам, но и другим специалистам он нужен. В гидродинамике он может сделать гораздо больше. Просто другие специалисты будут подавать заявки, а специальный оператор будет выполнять расчёты и возвращать результаты. Вы же сможете работать с ним напрямую.
Учёные переглянулись, и Се Сидэ ответила от их имени:
— Директор, пожалуйста, дайте нам больше времени для работы с ним. Он может быть чрезвычайно полезен во многих областях: моделирование вольт-амперных характеристик p-n-переходов и транзисторов, расчёт концентрации носителей, диффузионной длины и других параметров. С Raspberry Pi этот процесс можно значительно ускорить.
Хуан Кунь и другие могут использовать его для расчёта энергетических зон полупроводниковых материалов, проверки теоретических моделей с помощью приближения эффективной массы и обоснования выбора материалов. Линь Ланьин и другие могут моделировать процесс выращивания монокристаллического кремния или германия, оптимизировать температурный градиент и параметры очистки, снижая затраты на эксперименты. Включая расчёт распределения примесей и плотности дефектов в кристаллах для повышения качества материалов. Проектирование и моделирование простых транзисторных усилительных схем, расчёт коэффициента усиления, полосы пропускания и других параметров. Моделирование частотной стабильности генераторных схем — во всём этом он может оказать значительную помощь.
Кроме того, мы обсудили, что с помощью Raspberry Pi мы могли бы разработать транзисторный радиоприёмник мирового уровня.
Ранее производимые в Китае радиоприёмники, такие как «Панда» или «Красный фонарь», использовали лампы. Но это не значит, что они не разрабатывали транзисторные приёмники. Первый китайский транзисторный приёмник «Красная звезда» был выпущен в 1963 году. Очевидно, что приёмник, созданный с помощью Raspberry Pi и объединяющий мудрость стольких специалистов, будет намного эффективнее.
— Поскольку мы продвигаем миниатюризацию транзисторов, мы вместе решили, что, с одной стороны, мы можем создать достаточно маленький приёмник как шаг к миниатюризации. С другой стороны, симулятор на Raspberry Pi может моделировать ключевые схемы транзисторного приёмника, включая высокочастотный генератор, усилитель промежуточной частоты и детектор. Мы можем быстро вводить параметры транзисторов и тестировать различные конструкции. Например, спроектировать простую супергетеродинную приёмную схему, и Raspberry Pi за несколько минут выдаст анализ сигнала. Включая оптимизацию существующих китайских транзисторов и моделирование физических свойств транзисторов — всё это можно проверить на небольшом транзисторном приёмнике. Если мы сделаем его хорошо, мы, возможно, сможем превзойти Texas Instruments в области транзисторных радиоприёмников.