第十四章 進化 哥德爾係統
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回到帝都,王一男的實驗室。
李文靜的表姐,叫做章子楓的,之前一直在颶風公司做,從前台做到hr經理,再做到行政主管,聽說表妹出來創業,非把颶風的工作辭了,說那邊幹的不開心,以後就跟表妹你混了。
孫偉也把本來準備跟他一起去魔都的ic設計高手,馮祥給忽悠了過來。
容與科技總算是初具規模了,讓我們盤點一下容與科技的各路大神吧。
ceo王一男,年輕的天才科學家,精通凝聚態物理和軟件設計。
cto李文靜,天才數學家。
cfo張琪,中年投資大叔,賭性十足又獨具慧眼。
理論部由李文靜負責,手下是來自科學院計算所的趙克勤。
軟件部由王一男親自負責,手下是李飛和趙天成。
硬件部由孫偉負責,手下目前就一個馮祥。
行政部和hr還有前台,由李文靜的表姐章子楓負責。
這就是容與科技最早的9名員工。
王一男主持召開了容與科技第一次技術研討會,針對目前階段公司的核心任務,提升哥德爾係統的計算能力,開始了熱烈的討論。
李文靜首先提出了理論部的方案,這個方案涉及到哥德爾定理的某種變形,如果能在數學上突破某些理論限製的話,可以降低計算力的要求。
“大概能降低多少”,王一男問。
“保守估計20%吧”李文靜回答。
“那最樂觀的估計呢”
“應該能到50%”
“那這個方向放棄吧,性價比太低,花那麽大力量研究理論,最多,也就等價於提升一倍的計算能力。”王一男否決了李文靜提出的改進方向。
“理論組近期的工作任務,應該還是進一步完善現實係統形式化的理論工具,隻有這樣,才能更快的將現實係統映射到虛擬空間中,更快的提升哥德爾係統解決現實問題的能力”
王一男說。
“嗯,這是一個非常好的思路,之前我們花了三天時間來形式化孫偉的論文,這方麵如果能有突破的話,三個小時就可以搞定了”,李文靜同意王一男的說法。
“我來介紹一下軟件部的方案”,王一男說。
“經過我和李飛,趙天成的討論,也運用哥德爾係統對自身的運行環節進行了分析。我們發現目前在哥德爾係統運行過程中,主要的瓶頸還是在多維空間的搜索和匹配,這方麵占了整個係統運行時間的90%以上,甚至對於一些複雜的係統,所占運行時間達到了驚人的99%。”
“針對這種情況,我們對多維空間的搜索和匹配進行了仔細的分析,理論上,這是一個np完全問題,也就是很可能在多項式時間無法解決的問題,這種問題特別適用於大規模並行處理,傳統的cpu體係,在這上麵的效率是很差的。”
“事實上,我們目前的哥德爾係統已經是第二代了,第一代主要運算是通過cpu進行的,效率很差,我們做過一次升級,使用gpu也就是顯卡作為主要的計算單元,第二代係統比第一代係統計算能力提升了數十倍。”
“但是要想進一步提升,gpu的並行單元,還是太少”
“而且哥德爾係統有些特有的,複雜的算法,即使使用gpu來計算,也還是非常低效”,王一男說。
“所以,我們把希望寄托在fpga,也就是專用的邏輯電路上,這方麵的方案,孫偉來介紹吧“
孫偉走到白板前,拿過水筆。
“我們組根據理論組提出的理論,以及軟件組提出的具體需求,認為在現有條件下,使用fpga實現多維空間的搜索和匹配專用電路,是最佳的解決方案”。
“目前國際上的相關研究,主要是水木大學的彭博士,以及standford的 tyler教授處於領先地位,tyler教授是我的導師。但是他們的研究目前還隻涉及到三維空間,更高維度的空間,目前還沒有成熟的解決方案,難度也相當大。”
“不過”,孫偉話鋒一轉,“即使是不成熟的解決方案,也比目前采用gpu的方案提升效率五倍以上。
“當然,別忘了我們還有哥德爾係統本身這個大殺器,根據之前在h265算法上的表現,我預計通過哥德爾係統對fpga的設計方案進行持續改進之後,總體效率能提升二十倍。”
“二十倍啊”,王一男的眼睛都發亮了。
根據他和李文靜對李詩堯手稿的研究結果,目前哥德爾係統的運算能力再提升兩個數量級,就能將電子層麵的晶格模型形式化,從而可以準確預測新的超導材料可能存在的區間。這樣不但能夠避開程潛的專利壁壘,還能從理論上,徹底解釋液氮溫區這一類超導體的行為。
“那還等什麽,我們開始幹吧,孫偉,我也幹過一段時間fpga,你們人手不足,直接把我當牲口使喚吧”
“老板,我們要等錢,fpga可是相當燒錢的”
“買買買,咱們是有錢人,需要什麽就買!”
隨後的幾個月,軟妹幣在王一男要哭出來的眼神中,義無反顧的隨風而去。
一台台設備被安裝到實驗室中。孫偉和馮祥,當然還有王一男首先根據 tyler 教授發表在ieee上的一篇文章為基礎,李文靜他們改進了一點tyler的算法之後,設計出了第一代fpga專用算法電路。
利用他們購置的昂貴設備,燒製出芯片之後,在地下室新弄了一個專用的機櫃,用來測試新的fpga芯片。
說先將新的fpga芯片接入現有哥德爾係統,再利用哥德爾係統自身的分析和診斷能力,發現這些fpga電路的缺陷並且進行改進。
改進完了之後,重新燒製fpga芯片,然後替換掉上一代的fpga芯片,重新接入哥德爾係統中。
王一男把這種迭代,形象的比喻為,“一個抓住自己頭發,把自己一點點提高的巨人”
“嗯,我們從理論上證明了,抓住頭發把自己提起來,是可能做到的”
隨著哥德爾係統計算能力的提升,尋找缺陷進行改進的時間也在慢慢縮短。
每輪迭代所需要的時間,也從最早的一周,降低到最後的三個小時。
終於,在三個多月艱苦的衝刺之後,哥德爾係統已經很難找到最終版本fpga電路的缺陷了。
這天下午,整個團隊的人聚集在一樓工位上,王一男將當初關於孫偉那篇h265的論文所做的形式化備份,輸入哥德爾係統。進化後的哥德爾係統到底有多大的提升,運行數據將說明一切。當時上一代的哥德爾係統尋找那篇文章的缺陷,從晚上八點一直運行到淩晨四點,也就是花了8個小時。
從終端上啟動分析指令後,現場靜的一點聲音都沒有。
一分鍾,兩分鍾,
五分鍾,十分鍾過去了,房間裏隻有嗡嗡的電流聲。
二十分鍾過去了,
二十五分鍾剛過,“嗶嗶嗶嗶”的蜂鳴聲響了起來。
“耶!”
“我們成功了!”
李文靜一把抱住了王一男,“我們成功了,”孫偉看了看周圍一水的大男人,好吧,哥就不抱了。
“運行時間從八小時,也就是480分鍾,縮短到26分鍾,效率提升了接近二十倍,基本達到了設計目標”,王一男說。
“我看看運行的結果“,王一男點開了輸出的缺陷列表。
“嗯,結果也沒有問題,第一個缺陷還是去掉篩選環節,不過結果更精確了,提升效率是16.4%”
“第二個缺陷還是競爭鎖的問題,也沒問題”
“等等,這是什麽?”王一男點在屏幕上的手指突然停住了。
“除了編碼單元(cus)、預測單元(pu)和變換單元(tus)以外,可以引入預處理單元,對圖像在時間和空間域上的分布進行分類,從而自動確定預設的宏塊大小,預計可以提升編碼效率24%“,這個缺陷是什麽鬼?
h265的規範裏麵,根本沒有什麽預處理單元。
“文靜,這個是你們最新研究的成果嗎”王一男問。
“不是”李文靜也是一頭霧水。
王一男看向孫偉,孫偉的頭搖的像撥浪鼓一樣,”我可沒這麽大的本事修改h265標準“
“貌似有什麽不得了的東西發生了。。。”
”孫偉,咱們按照這個方案加上一個預處理單元,文靜,你們理論組分析一下理論上是否可行”。
“go go go”王一男拍拍手,“都動起來”
一個小時後,新的fpga芯片被燒製了出來,這次財大氣粗的他們沒用模擬器就直接燒製了芯片。視頻流被輸入了進去。
結果沒有出乎王一男的預料,在質量相同的情況下,運行的時間縮短了四分之一。
這也是目前為止,世界上效率最好的一塊h265專用芯片了。
隻有一個解釋,哥德爾係統通過運算能力的數量級提升,從量變到質變,具有了某種更深層次的智能,甚至在某些情況下,可以超越初始設定的問題領域。
“這件事,一定要嚴格保密”,王一男說。
所有的人都明白這意味著什麽,大家傻傻的點著頭。
“公司的安保係統,需要加強了,明天讓張琪過來,咱們商量一下安保的方案”
“今天孫偉,你和我就不回去了,我們在公司值班”
第二天一早,張琪匆匆來到公司,王一男正在洗漱呢,還沒來及把這個重大進展告訴張琪。
“我們有大麻煩了”,張琪說。