学霸的模拟器系统 第592节

　　“老板，这是物理层面的死结。”

　　克莱尔放下杯子，手指在屏幕上那团杂乱的波形上划过。

　　“肌电信号的电压幅度是毫伏（mV）级，而我们要抓取的运动皮层脑电信号只有微伏（μV）级。两者相差了整整一千倍。

　　“这就好比把一个正在全速运转的电锯放在枕头边，然后让你去听枕头下机械手表的秒针走动声。强信号把弱信号彻底盖住了（Masking Effect）。”

　　实验室角落里，赵晓峰正戴着防静电手环，用镊子夹着一颗绿豆大小的电容。

　　他的额头上有一层细密的油汗，眼镜滑到了鼻梁中间。

　　“而且频率重叠。”

　　赵晓峰没抬头，手很稳地把电容焊在电路板上，焊锡丝接触烙铁，冒出一缕青烟，“肌电信号的频谱覆盖了20到500Hz，我们要找的高频伽马波（Gamma Wave）刚好被埋在里面。常用的巴特沃斯滤波器切不下去。一刀切下去，全是死线。”

　　他放下烙铁，指了指旁边垃圾桶里一块烧焦的电路板。

　　“ADI公司的仪表放大器，号称共模抑制比（CMRR）120dB。刚才我就加了点增益，两分钟，它就过热自激了。那种糊味儿现在还没散。”

　　林允宁靠在服务器机柜旁。

　　机柜排风口的废热吹在他的后背上，但他似乎毫无知觉。

　　他手里拿着半个吃剩的三明治，面包片已经干硬了。

　　他咬了一口，慢慢咀嚼着，目光越过杂乱的实验台，盯着那台显示着霍金面部肌肉震颤数据的显示器。

　　那是完全无序的抖动。

　　对于渐冻症患者来说，神经末梢的坏死导致肌肉纤维失去了统一指挥，它们在随机发放电信号。

　　“我们不需要过滤噪音。”

　　林允宁咽下面包，拍掉手上的碎屑。

　　他走到控制台前，伸手调节了一下示波器的时基旋钮，将波形展开。

　　锯齿状的波形被拉长，显露出了更加破碎的细节。

　　“或者说，把肌电信号定义为‘噪音’，这个思路本身就是错的。”

　　林允宁的声音沙哑，那是声带缺水的表现。

　　“那是什么？”克莱尔转过椅子，看着他。

　　“是湍流。”

　　林允宁伸出食指，在落了灰尘的CRT显示器外壳上画了一条直线，然后又在上面画了一团密集的螺旋线，将直线完全覆盖。

　　“对于空气动力学工程师来说，这层覆盖在机翼表面的湍流边界层是阻力，是废热。但对于数学家来说，它是纳维-斯托克斯方程（N-S方程）在高雷诺数下的一种特定解。它遵循动量守恒，它是能量的一种存在形式。”

　　他转过身，目光投向机房深处。

　　在最底层的机架上，插着一块没有任何厂商标识的黑色PCIe扩展卡。

　　那上面有一颗硕大的芯片，表面没有任何文字，只有一行激光蚀刻的编号。

　　那是之前在哈佛演示过，被美国商务部列入“导弹技术控制制度（MTCR）”违禁品名单的赛灵思Virtex-5 FPGA。

　　“晓峰，把那块卡拆下来。”

　　林允宁的声音很轻，但在只有风扇声的实验室里显得格外清晰。

　　赵晓峰手里的镊子“叮”的一声掉在桌上。

　　“拆……那块？”他站直了身体，膝盖骨发出咔吧一声响，“林老师，那上面烧录的可是咱们花了三个月才调通的NACA0012机翼流体模型。那是咱们的底牌，要是刷坏了……”

　　“代码在硬盘里有备份，霍金只有一个。”

　　林允宁走到机柜前，切断了电源。指示灯熄灭。

　　“把它拆下来。把里面的流体固件格式化。我们要把这块算力怪兽，变成一台专门处理‘大脑湍流’的整流器。”

　　“可是它的功耗……”赵晓峰还在犹豫，“这玩意儿全速运转的热设计功耗（TDP）是40瓦！如果不接液冷，它能把霍金教授的轮椅侧袋烧穿！”

　　“那就给它加风扇。加暴力的工业风扇。”

　　林允宁已经坐回主控电脑前，手指悬在键盘上方，“我们现在需要的不是优雅的低功耗。我们需要的是绝对的算力暴力，去把这团乱麻硬生生梳理清楚。”

　　……

　　半小时后。

　　那块价值连城的FPGA被粗暴地放置在一张防静电测试台上。

　　原本的被动散热片被撬掉了，露出了灰色的芯片核心。

　　赵晓峰从废旧物资堆里翻出了一个服务器用的暴力风扇，用扎带和导热硅脂，硬生生地绑在了芯片上。

　　旁边是一台安捷伦的直流电源，电压旋钮被拧到了12V，电流限制解除。

　　“准备烧录JTAG接口。”

　　林允宁的手指在键盘上敲击。

　　屏幕上滚动的不再是常规的C++代码，而是更底层的Verilog硬件描述语言。

　　他在重构芯片内部的数亿个晶体管连接方式。

　　“我把霍金的面部肌肉震颤定义为‘高雷诺数涡流’，把他的思维意图定义为‘低雷诺数层流’。”

　　林允宁一边操作，一边盯着进度条，“利用拓扑学里的‘庞加莱截面’（Poincaré map）。当信号进入高维相空间时，混乱的肌电信号会表现出奇怪吸引子（Strange Attractor）的特征，那是混沌的。而思维信号……”

　　他猛地敲下回车键。

　　“……是一个稳定的闭环。”

　　进度条走到100%。

　　“上电。”

　　赵晓峰深吸一口气，推上了电源闸刀。

　　“嗡————！！！”

　　那个转速高达8000转的暴力风扇瞬间发出了尖啸，声音尖锐得让人牙酸。整个测试台都在随着风扇的震动而微微颤抖。

　　示波器上的绿色光点凝固了一瞬。

　　然后，原本那团狂暴的锯齿波，像是被一只看不见的大手按住了。

　　背景里那些杂乱的毛刺消失了。

　　屏幕中央，浮现出了一条蓝色的曲线。

　　它很细，起伏极小，甚至带着一丝犹豫和颤抖，但它极其稳定。

　　就像是一条在暴风雨的海面上，奇迹般保持平静的航线。

　　克莱尔凑近屏幕，屏住了呼吸。她的瞳孔倒映着那条蓝线。

　　“这是……”她指着曲线上一个极其微小的凸起，那个凸起呈现出一种特定的几何形状，“这是眼动信号？”

　　“不。”

　　林允宁盯着那条曲线，眼睑有些跳动，“这是他在尝试说‘H’。”

　　那是人类大脑皮层布罗卡区（Broca's area）活跃时特有的拓扑特征。

　　“成了。”赵晓峰一屁股坐在地上，抹了一把脸上的油汗，“拿算导弹气动的算法去算脑子……这事儿要是让英特尔那帮人知道了，估计得气死。”

　　林允宁伸手摸了摸那块芯片的散热片。

　　烫手。指尖刚接触就被迫缩了回来。

　　“虽然成了，但我们现在面临一个物理问题。”

　　林允宁指了指那个还在轰鸣的散热器，又指了指旁边那台像砖头一样沉重的直流电源。

　　“这套系统加上电池，起码有三公斤重。而且按照这个功耗，哪怕背上两块最大的18650锂电池组，续航也撑不过两个小时。”

　　他看着那块滚烫的芯片，眉头紧锁。

　　这就是现有半导体工艺的物理极限。

　　想要高性能，就必须付出高能耗的代价。

　　如果能有新一代的电池……或者更高能效比的存内计算芯片……

　　林允宁摇了摇头，把这个念头压了下去。现在不是搞基础材料研发的时候。

　　“晓峰，把角落那台3D打印机打开。”

　　林允宁站起身，活动了一下僵硬的脖子，颈椎发出咔咔的响声。

　　“把之前设计的那个全包围头盔方案废弃。太重了，霍金的脖子受不了。

　　“打印一副眼镜架。最普通的那种黑框眼镜。把干电极埋在镜腿和鼻托里。

　　“至于这个发热的‘砖头’……”

　　他看了一眼那块连着无数飞线的FPGA，“做一根一米长的屏蔽线，把它和电池组封装在一起。做一个外挂的计算盒，挂在腰上。或者放在霍金教授的轮椅侧袋里。”

　　“这……”克莱尔看着那堆乱七八糟的线，“这会不会太丑了？这就像是给霍金教授挂了个尿袋。”

　　“克莱尔。”

　　林允宁转过头，目光冷峻，“对于一个溺水的人来说，只要那是氧气瓶，哪怕长得像手雷，也是最美的东西。”