第十五章 走出实验室

    十月下旬，左城第一次踏进了蓝湾通信的研发中心。
    地点在华夏市高新区，距离学校四十分钟地铁。研发中心占了一栋二十六层的写字楼，门禁系统刷三道卡才能进核心区域。左城在前台领了临时工牌，韩哲的助理带他穿过一条长走廊，两侧是透明玻璃隔开的实验室，里面全是他只在教科书上见过的测试设备。
    韩哲在十七楼的会议室等他。
    “坐。“韩哲指了指对面的椅子，面前摊著左城的课题方案，几个地方用红笔圈了標註，“环节二的情况我先跟你说清楚。“
    他翻开一张蓝湾通信內部的基站网络拓扑图，手指点在华夏市南区的一个节点上。
    “这是我们在南区部署的一座5g实验基站，覆盖半径两公里，日常接入用户大约三千人。你的算法要在这座基站的信號处理单元上跑起来，实时处理真实的用户信號，连续运行七十二小时不出故障，各项性能指標达到方案里承诺的水平。“
    左城看著那张拓扑图，心里迅速计算著工作量。
    实验室仿真和真实基站之间隔著一道巨大的鸿沟。仿真环境里的信號是乾净的、可控的、可重复的；真实基站面对的是三千个活生生的用户，每个人的信號特徵都不一样，移动轨跡不可预测，环境干扰千变万化。
    更麻烦的是硬体。实验室里跑算法用的是高性能伺服器，算力基本不设上限。但基站的信號处理单元是定製的嵌入式平台，算力有限、內存有限、功耗有限。算法必须在这些约束下跑出同样的性能——这就像让一个在宽敞跑道上跑出好成绩的运动员，换到一条满是障碍的窄巷里还得保持同样的速度。
    “硬体平台的技术规格能给我一份吗？“左城问。
    “已经准备好了。“韩哲把一个u盘推过来，“里面有基站信號处理单元的完整硬体手册、接口文档和开发环境配置指南。另外我给你开了远程访问权限，你可以在学校里通过vpn连接到基站的开发测试环境，不用每次都跑过来。“
    “谢谢韩总。“
    “还有一件事。“韩哲靠在椅背上，语气变得隨意了一些，“周总让我转告你，他下周有一天在研发中心，如果你方便的话，他想跟你当面聊聊。“
    周鹤年。蓝湾通信cto。
    “我方便。“左城说。
    从蓝湾通信出来之后，左城在地铁上打开了u盘里的硬体手册。
    他越看眉头皱得越紧。
    基站信號处理单元用的是一款定製的嵌入式处理器，主频不高，但集成了专用的信號处理加速模块。问题在於这个加速模块的指令集和通用处理器完全不同——左城的算法里有大量的矩阵运算，在通用处理器上可以直接调用標准数学库，但在这个定製晶片上，標准库跑不了，必须用专用指令集重新实现。
    这就是方泽的战场了。
    当天晚上，左城把硬体手册和他的初步分析发给了方泽。
    方泽看了两个小时，回了一条很长的消息。
    “处理器架构我大致看明白了。好消息：这款晶片的加速模块对定点数矩阵运算有专门的硬体支持，如果把你的浮点算法改成定点实现，理论上速度能提升三到五倍。坏消息：浮点转定点会引入量化误差，你的算法对精度要求高，量化误差控制不好的话性能会崩。这是一个精度和速度的权衡问题，需要你和我一起啃。“
    左城盯著“一起啃“三个字，嘴角微弯。
    方泽从来不说“我来搞定“，也不说“你来解决“。他说的是“一起啃“。这个人骨子里是个合作者，不是独行侠——前提是他认可你的能力。
    接下来三天，左城和方泽每天晚上在实验室碰头，专攻浮点转定点的精度控制问题。
    这是一场硬仗。
    核心难点在於左城的自適应追踪算法里有一个递归更新的步骤——每一次叠代都会在上一次结果的基础上做微小修正。浮点数的精度足够高，这种微小修正可以精確执行。但定点数的精度有限，每次叠代都会引入一点量化误差，几百次叠代累积下来，误差可能被放大到不可接受的程度。
    左城试了三种常规的误差补偿方法，全部失败——误差要么没压下去，要么压下去了但速度也跟著掉下来，得不偿失。
    第四天，他坐在实验室里对著一屏幕的数据发呆。
    方泽从旁边走过来，把一杯冰美式放在他手边。这是左城第一次看见方泽给別人买咖啡。
    “换个思路。“方泽说，靠在桌边，双手抱胸，“你一直在想怎么减小量化误差，但有没有想过——让算法本身对量化误差不敏感？“
    左城抬起头。
    “你的递归更新步骤之所以会放大误差，是因为更新公式里有一个除法操作——定点除法的精度损失最大。“方泽拿起笔在纸上画了一个简图，“如果把更新公式从乘除形式改成加减形式，用对数域变换把乘除运算转化成加减运算，定点加减的精度损失比乘除小两个数量级。“
    左城瞪著纸上那个简图，脑子里像被闪电劈了一下。
    对数域变换。
    把乘除变成加减。
    这个思路他完全没想到——因为对数域变换在信號处理领域不常用，它是数字通信编码领域的技巧。左城的知识体系是从信號处理这棵树上长出来的，天然存在视野盲区。而方泽做嵌入式底层开发，天天跟定点运算打交道，对这类技巧信手拈来。
    这就是团队的意义——一个人的盲区，恰好是另一个人的强项。
    “方泽，你是天才。“左城说。这不是客套，是由衷的。
    方泽面无表情地喝了一口自己的咖啡：“不是天才，是被定点数折磨过太多次。“
    当天晚上，左城重写了递归更新模块，用对数域变换替换了所有的乘除操作。方泽同步把新的代码移植到定製晶片的模擬器上跑测试。
    凌晨两点，测试结果出来了。
    量化误差降到了原来的五十分之一。算法在定製晶片上的运行速度比浮点版本快了四倍。性能指標和实验室仿真的结果几乎一致。
    方泽看著屏幕上的数据，破天荒地说了句脏话。
    是好的那种。
    左城长长地吐了口气，靠在椅背上，盯著天花板笑了好一会儿。
    光幕在意识中悄然弹出一行字：
    【检测到宿主解决关键技术瓶颈，主线任务链·环节二进度更新：35%】
    才百分之三十五。算法移植只是第一步，后面还有系统集成、联调测试、七十二小时连续运行验证。
    但最难的那道坎，已经迈过去了。
    左城关掉面板，看了一眼手机。凌晨两点十五分，有一条未读消息。
    韩哲发来的，时间是晚上十一点。
    “周总確认下周三下午三点在研发中心，你到时候直接来十七楼就行。另外他让我提前跟你说一声——他想聊的不只是课题的事。“
    不只是课题的事。
    左城把手机放下，目光投向窗外沉寂的校园。
    蓝湾通信cto要聊的“不只是课题的事“，会是什么？
    他暂时想不出答案，但直觉告诉他，下周三那场谈话的分量，可能比拿下整个课题还重。