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我國處理器芯片設計人才緊缺 國科大本科生帶著自主設計的處理器芯片“果殼”畢業(yè)

  人民網(wǎng)北京7月25日電 (記者林露)今天,中國科學院大學(簡稱國科大)在玉泉路校區(qū)禮堂報告廳召開新聞發(fā)布會,公布了首期“一生一芯”計劃成果——在國內首次以流片為目標,由五位2016級本科生主導完成一款64位RISC-V處理器SoC芯片設計并實現(xiàn)流片,芯片能成功運行Linux操作系統(tǒng)以及學生自己編寫的國科大教學操作系統(tǒng)UCAS-Core。

  “處理器芯片被公認為芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠,設計復雜度高、難度大。我國處理器芯片設計人才嚴重緊缺,如何加快此類人才的培養(yǎng)規(guī)模與培養(yǎng)速度,是我國迫在眉睫的難題”。國科大計算機科學與技術學院院長、中國科學院計算技術研究所所長孫凝暉院士在發(fā)布會上對“一生一芯”計劃進行總體介紹時表示。

  針對處理器設計人才緊缺的現(xiàn)狀,國科大于2019年8月啟動了“一生一芯”計劃,目標是通過讓本科生設計處理器芯片并完成流片,培養(yǎng)具有扎實理論與實踐經(jīng)驗的處理器芯片設計人才。孫凝暉告訴人民網(wǎng)記者,國科大踐行“硅上做教學”理念,旨在充分發(fā)揮獨特的“科教融合”辦學優(yōu)勢,通過打造“一生一芯”計劃這樣具有貫通性和挑戰(zhàn)性的實踐課程,來貫通本科階段計算機系統(tǒng)課程的核心知識點,形成具有國科大特色的處理器芯片設計人才培養(yǎng)方案。

  孫凝暉宣布,經(jīng)過9個月的努力,由國科大2016級計算機學院本科生金越、王華強、王凱帆、張林雋和張紫飛等五位同學參與的首期“一生一芯”計劃取得圓滿成功,五位本科生實現(xiàn)帶著自己設計的處理器芯片畢業(yè)這一目標。

  “一生一芯”計劃負責人、國科大計算機學院教授、中科院計算所先進計算機系統(tǒng)研究中心主任包云崗詳細介紹了該計劃的啟動與實施歷程。2019年8月27日,“一生一芯”計劃召開動員大會,制定基于教學處理器開發(fā)的技術路線。這需要學生進行各種探索性的嘗試、克服大量技術挑戰(zhàn),才能實現(xiàn)流片目標。探索的過程,有助于學生深入理解處理器芯片的工作原理,并體會到探索性實踐的樂趣與成就感。2019年12月19日,一款64位RISC-V處理器SoC芯片完成設計,并基于中芯國際110nm工藝完成投片。2020年4月23日,處理器芯片返回,經(jīng)過調試測試驗證,芯片成功運行Linux操作系統(tǒng)以及學生自己編寫的國科大教學操作系統(tǒng)UCAS-Core。2020年6月2日,王華強同學代表“一生一芯”團隊向畢業(yè)答辯委員會演示處理器芯片的功能,五位同學交出了一份超出預期的本科畢業(yè)設計“答卷”。這標志著首期“一生一芯”計劃取得圓滿成功。

  包云崗告訴人民網(wǎng)記者,芯片設計分為前端設計和后端制造。對學生來說,最大的挑戰(zhàn)在于前4個月高強度的設計。通過嘗試運用最新的設計工具和方法,學生們僅用了4個月時間就完成了該款芯片的設計。之所以可以把設計時間縮短到4個月,是因為在設計環(huán)節(jié)將一個個模塊做成標準件,后面只需要經(jīng)過調整就可以反復使用,從而加速了設計的過程?!拔磥?,希望我們的經(jīng)驗能在院校中進一步得到推廣,降低芯片設計的門檻,讓更多人能夠加入芯片設計工作之中來?!?/p>

  孫凝暉表示,“一生一芯”計劃的愿景目標是在國科大實踐經(jīng)驗的基礎上向全國輻射,幫助更多高校形成從處理器芯片設計到流片并運行操作系統(tǒng)的實踐課程,提高我國處理器芯片設計人才培養(yǎng)規(guī)模(“多”),縮短人才從培養(yǎng)階段到投入科研與產(chǎn)業(yè)一線的周期(“快”),力爭實現(xiàn)3年后在全國每年能培養(yǎng)500名學生,5年后實現(xiàn)每年培養(yǎng)1000名學生,10年達到每年培養(yǎng)1萬名學生。

  學生們將這款處理器芯片命名為“果殼(NutShell)”,與“國科”發(fā)音相同。他們希望通過自己設計的處理器芯片來寄托對國科大深厚的情感。包云崗向媒體透露說,“果殼”的設計源代碼已經(jīng)向國際社區(qū)開源。前段時間,“果殼”的設計投稿到RISC-V全球論壇,最近剛收到被接收的通知。王華強同學將代表團隊于9月3日向全球業(yè)界介紹“果殼”的設計,這也將是“果殼”首次在國際舞臺上亮相。

  發(fā)布會上,國科大副校長董紀昌教授表示,去年,國科大在本科新生錄取通知書中嵌入了“龍芯三號”芯片,“硬核錄取通知書”至今讓人記憶猶新;今年,國科大本科生已經(jīng)拿到了“超硬核畢業(yè)證書”。國科大將充分發(fā)揮科教融合優(yōu)勢,培養(yǎng)更多國家緊缺的高技術人才,也歡迎更多優(yōu)秀本科生加入第二期“一生一芯”計劃。

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