20世纪60年代UNIVAC计算机运行Minecraft服务器等程序，如何突破性能极限？

1. 项目成果展示

2026年4月17日，有人在一台20世纪60年代的UNIVAC 1219B计算机上运行Minecraft服务器，还展示了NES模拟器渲染出的《弹珠台》游戏第一帧画面、用“叠印”技术打印的自拍。此外，还运行了OCaml程序、Web服务器、Curve25519 + AES加密程序、BASIC解释器、ELIZA程序以及《俄勒冈之旅》《Wordle》《海战棋》等游戏。所有这些都是在主频仅250kHz、内存90KB的计算机上完成的，该项目花了大约8个月时间，源代码可在特定位置找到，也可看TheScienceElf关于此项目的视频。

2. UNIVAC是奇特机器

UNIVAC 1219B在各方面对现代编程充满挑战，如18位字长、类似反码运算、寄存器数量有限、内存容量小且分块等。它最初为海军设计，用于读取雷达信号并指挥火炮，世上仅存两台，这台是唯一可正常运行的。此前程序用UNIVAC汇编语言手写，现在打算实现C语言编译。

3. 2025年VCF East上的邂逅

2025年4月参加VCF East活动时，有人第一次见到这台计算机，当时Bill和Steven在运行演示程序。Duane、Bill和Steven为抢救和修复它付出大量努力。看到计算机后，有人决定要运行超酷代码，如NES模拟器和OCaml程序，不禁追问能把硬件性能发挥到什么程度。

4. 需要模拟器和汇编器

首先需要UNIVAC汇编语言的汇编器和运行汇编程序的模拟器。多年前Duane用BASIC编写了汇编器，用VB.NET编写了模拟器。VCF活动结束后，TheScienceElf用Rust编写了新的汇编器和模拟器，该模拟器速度极快，对模糊测试必不可少，虽硬件模拟不够精确，但足够开始工作。

5. 首次尝试wee作为C编译器

有了模拟器后，验证C编译器最快方法是用wee，但效果差，一个简单FizzBuzz程序占用约27000个字，约占总内存67%，计算前100行结果需一分钟，显然无法实现运行真实复杂程序的目标。

6. 采用RISC - V模拟器是关键

要实现运行真实、大型且有趣程序和保持理智的目标，需要使用真正编译器，如LLVM或GCC，要具备完整C标准库、软浮点和其他合法化处理、死代码消除和大小优化、支持其他语言等条件。但直接编译到UNIVAC行不通，因为会违背保持理智的目标，且现成程序可能出错。所以采用模拟GCC已支持的目标，如RISC - V，这种方法有一劳永逸、可进行模糊测试、能逐步获得成就感、二进制代码紧凑等优点，虽模拟速度慢，但能实现最佳空间效率。

7. 构建工具链

工具链流程为编写C代码，用GCC编译成RISC - V代码，将指令重新编码为适合UNIVAC的格式，添加到模拟器源代码中，汇编成磁带文件加载到机器上。编写RISC - V模拟器的UNIVAC汇编代码需良好工具支持，如Emacs主模式、OCaml工具、差异模糊测试器、高效测试用例缩减器等。Claude Code无法编写UNIVAC汇编代码，因为它无法理解UNIVAC的特殊之处，但有人能编写，敲出约1000行代码实现38条基础RISC - V指令。第一个C程序运行时出现小错误，修复后所有C程序都能正常运行，不过在真实计算机上渲染《弹珠台》第一帧需20小时，需要大量优化。

8. 让速度提升30倍

UNIVAC模拟器记录运行时间，可作为优化指标。主要关注优化模糊测试程序运行时间和NES演示程序运行时间。最重要的优化是将RISC - V指令重新编码为对UNIVAC最有效率的格式，提前对立即数位进行解扰，为指令分配操作码编号，将一些操作嵌入指令中，对于特殊指令如SRLI和SRAI，可提前打包UNIVAC指令。那么，经过这些优化后，NES模拟器能否在可接受时间内运行呢？