译电者 第1002章 程序存储方案调研

卷首语

1964 年 8 月，“73 式” 37 阶矩阵加密逻辑初步测试完成后，研发团队面临新的关键课题：验证通过的加密算法需转化为可执行程序，而程序存储载体的选择，直接决定设备的稳定性、环境适应性与实战可用性。彼时，磁芯存储器因技术成熟、抗干扰性强成为主流，半导体存储器虽体积小、速度快却仍处研发初期 —— 这场围绕两种存储器的专项调研，不仅对比了二者的应用特性，更紧扣 “73 式” 野战、边防等实战需求，最终确定磁芯存储器为程序存储方案，为算法代码固化与硬件集成筑牢了存储根基，也成为早期电子设备 “实战导向” 选型的典型案例。

一、调研启动的背景与核心目标

37 阶矩阵加密逻辑通过准确性测试后，算法团队需将逻辑转化为机器可执行程序（含矩阵运算、分组补零、密钥生成等模块代码），而程序存储载体尚未确定 —— 若选择不当，可能导致程序丢失、读写错误，甚至影响加密设备整体性能，调研启动势在必行。

基于 “73 式” 19 项核心指标与实战需求，团队明确调研核心目标：一是对比磁芯存储器与半导体存储器的关键特性（存储容量、读写速度、环境适应性等）；二是评估两种存储器与 “73 式” 硬件架构的适配性（如是否兼容晶体管电路、功耗是否符合哨所供电）；三是确定性价比最优、实战适配性最强的存储方案，确保程序存储稳定可靠。

调研工作由王工牵头（硬件板块负责人，熟悉存储模块设计），组建 4 人调研小组：王工（总统筹，把控调研方向）、赵工（特性测试专员，负责性能数据采集）、孙工（环境适配研究员，模拟极端场景测试）、新增存储技术顾问刘工（曾参与国内首台磁芯存储器研发，提供技术支撑），确保调研专业全面。

调研周期规划为 2 个月（1964.8.1-1964.9.30），分三阶段：第一阶段（8.1-8.15）收集两种存储器技术资料、联系生产厂家；第二阶段（8.16-9.20）开展特性测试与场景匹配分析；第三阶段（9.21-9.30）形成调研报告、组织方案评审，衔接后续程序固化工作。

调研启动前，团队梳理 “73 式” 程序存储核心需求：存储容量需≥16KB（含加密程序、密钥数据、临时缓存）、读写速度≥1μs / 次（匹配矩阵运算效率）、-40℃至 50℃环境下无数据丢失、抗震动（10-500Hz）性能达标，这些需求成为调研对比的核心依据。

二、磁芯存储器的应用特性调研

调研小组首先聚焦磁芯存储器（当时主流存储技术），通过走访北京有线电厂、上海元件五厂（国内磁芯存储器主要生产厂家），收集技术参数与应用案例，重点分析五大特性。

存储容量与扩展性：当时国产磁芯存储器主流产品为 “4KB 磁芯体”，可通过多体拼接扩展容量 —— 北京有线电厂的 MC-1964 型磁芯存储器，采用 4 体拼接可实现 16KB 存储（单芯体 4KB，4×4KB），完全满足 “≥16KB” 需求，且最多可扩展至 64KB，预留后续程序升级空间。

环境适应性与稳定性：赵工团队在厂家实验室开展模拟测试：-40℃低温下，磁芯存储器数据保持时间≥72 小时（无需供电刷新）；50℃高温下，读写错误率≤0.001%；10-500Hz 震动测试后，磁芯体无物理损坏，数据完整性 100%，这源于磁芯（铁氧体材料）的物理稳定性，无半导体器件的温度敏感性问题。

读写速度与功耗：MC-1964 型磁芯存储器读写速度为 0.8μs / 次（单次数据读写耗时），优于 “≥1μs / 次” 的需求，可匹配 37 阶矩阵运算的速度；工作功耗约 15W（16KB 配置），低于边防哨所 “≤30W” 的单模块功耗限额，不会增加整体供电压力。

成本与供应链：1964 年国产磁芯存储器量产成熟，MC-1964 型 16KB 配置单价约 8000 元，且北京、上海两地厂家月产能合计达 500 套，供应链稳定（无需依赖进口）；此外，磁芯存储器寿命≥5 年（厂家测试数据），后续维护成本低，符合 “性价比最优” 原则。

三、半导体存储器的应用特性调研

调研小组同步调研半导体存储器（新兴技术），通过中科院计算所、清华大学半导体教研室（国内半导体存储研发前沿机构），了解当时技术进展，对比分析五大特性，发现多项实战适配短板。

存储容量与成熟度：1964 年国内半导体存储器仍处实验室研发阶段，仅能生产 “1KB 静态半导体存储芯片”（如清华大学研制的 SS-1964 型），且未实现量产 —— 要达到 16KB 存储，需 16 片 1KB 芯片拼接，不仅电路复杂度高（需额外设计地址译码电路），且芯片良率仅 30%（导致实际成本飙升），难以满足稳定供货需求。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。环境适应性短板：孙工团队开展的环境测试显示：半导体存储器在 - 20℃以下低温时，晶体管 PN 结漏电增加，数据保持时间缩短至 2 小时（需持续供电刷新）；-40℃时直接无法启动，错误率 100%；高温 50℃下，读写错误率达 0.1%（是磁芯的 100 倍），无法满足高原、北方冬季等极端环境需求。

读写速度与功耗优势：半导体存储器读写速度优势明显，SS-1964 型达 0.3μs / 次（快于磁芯的 0.8μs），工作功耗仅 5W（16KB 配置），但这些优势被环境适应性短板抵消 —— 实战中若因低温无法启动，速度再快也无实际意义。

供应链与成本风险：国内半导体存储器无量产厂家，需依赖实验室定制，16KB 配置（16 片 1KB 芯片）成本约 2.5 万元（是磁芯的 3 倍），且交货周期长达 3 个月（磁芯仅 15 天）；同时，关键材料（高纯硅）需进口，受国际环境影响大，存在断供风险，不符合 “供应链稳定” 需求。

四、历史补充与证据：存储器特性测试档案

1964 年 8 月的《磁芯与半导体存储器应用特性测试档案》（档案号：CC-1964-001），现存于研发团队档案库，包含厂家技术手册复印件、实验室测试数据、应用案例分析，共 68 页，由赵工、孙工共同整理，是特性调研的核心依据。

档案中 “磁芯存储器测试数据页”（8 月 10 日）显示：“北京有线电厂 MC-1964 型，16KB 配置，-40℃低温测试 72 小时，数据读取对比原存储数据，无 1 字节差异；震动测试（10g 加速度、500Hz）后，地址译码电路正常，读写速度仍保持 0.8μs / 次，错误率 0.0008%”，数据验证磁芯稳定性。

半导体存储器测试数据页（8 月 15 日）记录：“清华大学 SS-1964 型 1KB 芯片，-30℃时数据保持时间 4 小时，-40℃时芯片引脚电压异常（从 5V 降至 2.3V），无法完成读写操作；高温 50℃时，1000 次读写测试出现 1 次数据错误，错误率 0.1%”，明确半导体环境短板。

档案中 “厂家产能与成本报告” 显示：北京有线电厂 1964 年 8 月 MC-1964 型月产能 120 套，上海元件五厂月产能 80 套，合计 200 套，16KB 配置单价 8200 元（含安装调试）；清华大学半导体教研室明确 “1KB 芯片月产量仅 20 片，16KB 定制需 3 个月，成本 2.6 万元”，供应链与成本差异显着。

档案末尾 “特性对比表” 汇总：磁芯存储器在容量扩展性、环境适应性、供应链、成本 4 项核心指标达标，半导体仅在速度、功耗 2 项达标，实战适配性差距明显，为后续选型提供量化依据。

五、实战场景匹配分析与初步选型

8 月 21 日 - 9 月 10 日，调研小组基于特性数据，结合 “73 式” 实战场景（野战、边防、固定站）开展匹配分析，从三大场景验证两种存储器的适用性。

野战场景匹配（移动、震动、供电不稳定）：磁芯存储器无刷新供电需求（数据断电保持≥72 小时），适合野战临时断电场景；抗震动性能达标（500Hz 震动无损坏），可适配装甲车辆行进环境；半导体存储器需持续供电刷新（低温下 2 小时需补电），且震动易导致芯片焊点脱落，实战风险高。

边防哨所场景匹配（极端低温、供电有限）：边防哨所冬季温度常达 - 40℃，磁芯存储器可稳定工作，功耗 15W 符合供电限额；半导体存储器 - 40℃无法启动，且需额外设计加热模块（增加 10W 功耗），导致总功耗超标（15W），不符合低功耗需求。

固定站场景匹配（环境稳定、容量需求高）：虽半导体速度优势在固定站可发挥，但 16KB 配置需 16 片芯片拼接，电路复杂度增加（故障率上升），且成本是磁芯的 3 倍，从 “性价比” 与 “维护便利性”（磁芯故障率低）考量，磁芯仍更优。

9 月 10 日，调研小组形成初步选型结论：磁芯存储器在实战场景适配性、供应链稳定性、成本控制上全面优于半导体存储器，建议采用 “16KB 磁芯存储器（北京有线电厂 MC-1964 型）” 作为 “73 式” 程序存储方案，半导体存储器因技术不成熟、环境适应性差暂不选用。

六、历史补充与证据：场景匹配分析报告

1964 年 9 月的《“73 式” 程序存储方案场景匹配分析报告》（档案号：CC-1964-002），现存于军事通信技术档案馆，包含三大场景匹配逻辑、风险评估、选型建议，共 42 页，由王工团队撰写，是初步选型的关键凭证。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。报告中 “野战场景风险评估” 部分显示：“半导体存储器在野战震动测试中，100 次测试出现 3 次芯片焊点脱落（故障率 3%），需重新焊接才能恢复；磁芯存储器 100 次测试无 1 次故障，故障率 0%，且断电后数据可保持 3 天，满足野战临时机动需求”，风险差异量化呈现。

边防场景功耗分析记录更具体：“半导体存储器 加热模块总功耗 20W，磁芯存储器 15W，边防哨所单设备供电限额 30W，若选用半导体，剩余 10W 难以支撑其他模块（如加密运算单元 10W、显示模块 5W）；磁芯则预留 15W，供电压力更小”，功耗匹配度清晰。

报告附录 “专家咨询意见” 显示：中科院计算所半导体专家指出 “1964 年国内半导体存储器至少需 3-5 年才能解决低温稳定性与量产问题，当前不适用于军用极端环境；磁芯存储器技术成熟，是现阶段最优选择”，权威意见支撑选型。

报告末尾 “初步选型确认表” 有王工、刘工（存储顾问）、国防科工委监督员的签名，日期为 9 月 10 日，标志初步选型完成，进入方案细化阶段。

七、磁芯存储器方案的细化设计

初步选型确定后，王工团队围绕 “MC-1964 型 16KB 磁芯存储器” 展开方案细化，确保与 “73 式” 硬件架构、程序需求精准匹配，重点完成四方面设计。

存储分区规划：将 16KB 磁芯存储器划分为 3 个功能区：程序存储区（8KB，存放加密算法主程序，如矩阵变换、密钥生成代码）、数据存储区（4KB，存放密钥数据、加密 / 解密临时缓存）、备份区（4KB，存储程序备份与配置参数），分区采用硬件地址锁定（防止程序区被误写），提升数据安全性。

与硬件电路的适配设计：磁芯存储器的地址总线、数据总线与加密运算单元（晶体管电路）采用 “TTL 电平兼容” 设计，无需额外电平转换模块；读写控制信号与主时钟同步（时钟频率 1MHz），确保读写操作与矩阵运算时序匹配，避免数据读写冲突。

环境防护强化：针对野战震动场景，在磁芯体外部加装铝合金防震外壳（厚度 2mm），内部填充硅胶缓冲层（厚度 5mm），测试显示 10-500Hz 震动下，磁芯体位移量≤0.1mm，无物理损坏；针对边防低温，在存储器接口处增加低温密封胶（耐 - 60℃），防止低温导致接口接触不良。

读写速度优化：通过优化地址译码电路（采用并行译码方式），将磁芯存储器的读写速度从 0.8μs / 次提升至 0.7μs / 次，进一步匹配 37 阶矩阵运算的速度需求（矩阵乘法单次运算需 0.5μs），确保程序执行流畅，无等待延迟。

八、方案风险评估与应对措施

团队对细化后的磁芯存储器方案开展风险评估，识别出 3 类潜在风险，针对性制定应对措施，确保方案稳定可靠。

风险一：磁芯存储器读写错误（虽错误率低，但极端环境下仍可能发生），应对措施：在程序中加入 “数据校验机制”（采用奇偶校验，每字节附加 1 位校验位），读写时自动校验，若发现错误立即重写，错误修正率≥99.9%；同时预留 1KB 冗余存储区，用于替换故障存储单元。

风险二：磁芯体拼接导致的地址冲突（4 体拼接 16KB，可能出现地址重叠），应对措施：设计 “地址偏移电路”，为每个 4KB 芯体分配独立地址段（0-4KB、4-8KB、8-12KB、12-16KB），通过硬件跳线设置地址范围，避免重叠；出厂前进行 1000 次地址遍历测试，确保无冲突。

风险三：供应链波动（若北京有线电厂产能不足），应对措施：与上海元件五厂签订 “备用供货协议”，约定若北京厂交货延迟，上海厂可在 7 天内补充供货（上海厂 MC-1964 型兼容北京厂产品）；同时建立 20 套磁芯存储器安全库存，应对突发产能问题。

9 月 20 日，团队完成《磁芯存储器方案风险评估报告》，包含风险识别、应对措施、验证数据，通过内部评审，确认方案风险可控，可进入最终调研报告撰写阶段。

九、调研报告的形成与方案评审

9 月 21 日 - 9 月 28 日，王工团队整合调研数据、方案设计、风险评估，形成《“73 式” 电子密码机程序存储方案调研总报告》，共 124 页，包含调研背景、特性对比、场景匹配、方案细化、风险应对、选型结论 6 大模块。

报告核心结论明确：一是磁芯存储器（MC-1964 型 16KB）在容量（16KB 达标）、环境适应性（-40℃至 50℃稳定）、读写速度（0.7μs / 次）、成本（8200 元）、供应链（双厂供货）5 项核心指标达标；二是半导体存储器因低温失效、量产不足、成本过高，暂不适用；三是细化后的磁芯方案已完成风险防控，可支撑程序固化与硬件集成。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。9 月 30 日，团队组织方案评审会，邀请国防科工委专家（3 人）、存储技术专家（刘工等 2 人）、算法团队负责人（李工）、协作单位代表（北京有线电厂 2 人）参会，重点评审方案的实战适配性与可行性。

评审中，专家随机抽查磁芯存储器的低温测试数据（-40℃72 小时），确认数据完整性 100%；北京有线电厂代表承诺 “16KB MC-1964 型月产能 120 套，交货周期 15 天，可满足‘73 式’量产需求”；李工确认磁芯方案的存储分区与程序需求匹配（8KB 程序区足够存放加密代码），评审一致通过。

最终，《调研总报告》正式获批，标志程序存储方案调研全面完成，确定采用磁芯存储器实现程序存储，为后续算法代码固化（中科院计算所负责）、硬件模块集成（北京电子管厂协作）提供明确技术依据。

十、调研的历史意义与后续影响

从 “73 式” 研发看，存储方案调研为程序固化与硬件集成奠定关键基础 —— 若盲目选择当时新兴的半导体存储器，可能导致设备在边防、野战场景无法使用，调研通过 “实战需求优先” 的选型逻辑，避免了技术冒进风险，确保 “73 式” 后续研发按周期推进（1968 年如期交付）。

从技术选型看，调研形成 “特性对比 - 场景匹配 - 风险防控” 的军用存储选型范式 —— 后续我**用电子设备（如雷达、通信终端）的存储方案选型，均借鉴这一逻辑，优先考量环境适应性、供应链稳定性，而非单纯追求技术先进性，成为军用设备选型的重要参考。

从产业带动看，调研推动国产磁芯存储器技术优化 —— 北京有线电厂基于 “73 式” 需求，改进 MC-1964 型的防震结构与读写速度，使产品在 1965 年成为军用存储主流型号，年产能提升至 2000 套，间接促进了我国磁芯存储产业的成熟，为后续 “84 式”“92 式” 加密设备提供了稳定存储供应。

从技术传承看，调研积累的 “存储器环境测试方法”“风险评估流程”，成为我**用存储技术标准的重要组成 ——1970 年《军用电子设备存储器通用规范》（GJB-1970-015）中，“-40℃至 50℃环境稳定性”“抗震动性能” 等指标，均源于此次调研的实战需求总结，推动技术标准化。

更长远来看，调研验证的 “成熟技术优先” 军用设备研发思路，在后续我国电子工业发展中持续发挥作用 —— 在半导体技术未成熟阶段，通过优化成熟的磁芯技术满足军用需求，既保障了国防通信安全，又为国内半导体产业争取了发展时间，实现 “需求牵引产业、产业支撑需求” 的良性循环。

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