林野宁愿他没夸自己，简直没脸见人。
吴军蹲在那儿继续看了一会儿“大”模型，最后还是问出了那个问题：“你这是把剑仙的本事用在科研上了？”
林野继续点头，吴军兴奋了起来：“好，好，好，真是好！你这手本事真就是老天爷喂饭吃。咱这超导 CPU 的研发可以少走多少弯路啊！”
吴军兴奋的想着，不单单是超导CPU，量子芯片、三进制芯片都可以这么快速的搞出原型机来，这省出的功夫可太多了。他只要快速把设计图搞出来，让林野直接按图纸手搓出来原型机直接验证！
他压下心头的激动，拉过一把椅子坐在操作台旁，指尖轻轻点在原型机上那些圆润的约瑟夫森环上，目光转向林野，语气从惊叹转为严谨的授课模式。
他抛出第一个问题：“林野，约氏环不做太大，你已经知道了。那硅基芯片拼了命往小了做，图的是什么？ ”
林野坦诚回答：“吴老师，我只知道一点点发热的问题，太具体的说不上来。”
“好，这就是你理论上的短板。” 吴军笑着抬手，手指在约氏环和链路间滑动，“具体的你回去翻书，我就不重复了。核心就一句话：硅基晶体管靠电子迁移实现开关和运算，电子在硅基线路里跑，会有电阻、会发热，还会有电容充放电的延迟。”
他顿了顿放慢了语速，让林野跟上思路，继续说道：“硅基芯片如果做得和咱们这个模型一样大，肉眼可见的晶体管，会有两个致命问题：第一，电阻太大，电子跑不动，延迟会高到没法用。第二，时间稍长发热会直接把芯片烧了。你想，硅基 8086 才 33 平方毫米，就有 1.8 瓦的发热，要是做到 A4 纸大小，发热能直接烧开一壶水，根本没法稳定运行。”
“所以硅基才拼命往小了做？” 这些基本的林野还是了解的。
“对，就是这个道理。” 吴军重重一点头，语气笃定，“硅基往小了做，核心就是两个目的：一是缩小晶体管和线路的尺寸，减少电子迁移的距离，降低电阻和延迟。二是在同样大小的芯片上，塞更多的晶体管。”
“毕竟硅基一个晶体管只能干一件小事，1 位运算、1 个开关，想实现更复杂的功能，只能靠堆晶体管数量。”
他话锋一转，手指又落回约瑟夫森环上，语气里多了几分赞许：“但咱们的超导不一样。咱们这约氏环，靠的是磁通量子态的相干演化运算，不是电子迁移，小的话还行，反而不能做太大。因为没有发热，还可以做立体堆叠。”
“就像这原型机，256 个环做寄存器，16 个环做 ALU，44 个环做地址译码，总共才几百个环，就能实现 16 位加减乘除。要是换成硅基，得塞两万九千个晶体管才能做到。” 吴军伸手比划着原型机的尺寸，“咱们做成微米级尺寸，不仅不影响速度，反而方便制作也方便我们测试调试。等后续验证透了逻辑，把环体缩到纳米级，算力还是一样快。”
林野听得频频点头，又抛出一个疑惑：“吴老师，我还有个问题。之前我自学过硬件，CPU 一个指令周期只能运算有限的位数，比如硅基 8086，一个周期只能算 1 位，顶多 8 位。咱们这超导的 16 位，一个周期就能算完，这和尺寸、约氏环数量有关系吗？还有你刚才说的立体堆叠，放在硬盘上我懂，在CPU上怎么理解？”
“问得精准，这就是第二个核心知识点，也是超导碾压硅基的关键。” 吴军站起身，拉过之前画设计图的稿纸，用笔在上面画了两个简单的对比图：一个是串联的小圆圈（硅基晶体管），一个是并行的大圆环（约氏环）。
“你看，硅基 CPU 的运算单元，是串行排布的。” 他指着硅基的草图，“硅基 8086 的 16 位 ALU，是 16 个 1 位全加器串起来的，低位算完，进位信号才能传到高位，一个时钟周期只能算 1 位，16 位加法就得 16 个周期。而且硅基只能平铺排布晶体管，没法立体堆叠。”
“一旦堆叠，上下层的晶体管发热会相互影响，线路交叉也会产生严重串扰，根本没法稳定运行。”
说完，他又指着超导的草图，语气上扬：“但咱们的超导 CPU 不一样。第一，约氏环是并行排布的，因此有磁屏蔽所以互不干扰。16 个运算环阵列，每个环对应 1 位，环间用超导链路耦合，进位信号工程上可以认为无延迟同步，所以一个时钟周期就能完成 16 位全运算，后续升级到 64 位 或者128 位，继续增加环的数量，只要不超过极限，还是一个周期算完。”
“第二，就是立体堆叠。” 吴军眼神发亮，语气里带着对未来的笃定，“咱们这超导原型机现在是平铺的，因为是验证版，方便测试，但超导的特性，决定了它可以做立体堆叠。”
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