原标题："硅"上教育，能否提速芯片人才培育

"终身一芯"方案负责人、国科大计算机学院教授、中科院计算所先进计算机体系研讨中心主任包云岗在介绍"果壳"芯片。中国科学院大学供图

一枚近来露脸的处理器芯片，在某常识共享渠道收成了上千万的热度。

这一芯片名为"果壳"，是一款64位RISC-V（意为第五代精简指令集――编者注）处理器"SoC芯片"（一种集成电路的芯片――编者注），1角硬币般巨细，百万个紧密摆放的晶体管，每秒运转数亿条指令，能成功运转Linux操作体系以及中国科学院大学（以下简称"国科大"）教育操作体系UCAS-Core。

这是国科大首期"终身一芯"方案效果――在国内初次以"流片" （通过一系列工艺进程制作出物理芯片――编者注）为方针，由国科大5位2016级本科生主导规划，并成功完结了"流片"，将一行行数字国际的代码变成了能在实践国际运转的芯片。

国科大这次对芯片规划人才培育的立异实践，也让不少人为之一振――我国能否通过这一方法加快芯片相关人才的培育？

"能让每位学生都能带着自己规划的芯片结业"

"处理器芯片被公认为芯片工业皇冠上的明珠，规划杂乱度高、难度大。我国处理器芯片规划人才严峻紧缺，怎么加快此类人才的培育规划与培育速度，是我国火烧眉毛的难题。"国科大计算机科学与技能学院院长、中国科学院计算技能研讨所（以下简称"中科院计算所"）所长孙凝晖院士说。

针对这一现象，"终身一芯"方案负责人、国科大计算机学院教授、中科院计算所先进计算机体系研讨中心主任包云岗剖析，"这和曾经我国相关工业开展不充分有联系，由于企业以集成国外芯片为主，国内市场关于芯片规划的需求并不旺盛，加上做芯片投入大、危险高，就没有企业去往这个方向去想，挑选这一研讨方向的学生也就没那么吃香。可是跟着国内企业实力的增强，芯片规划的需求开端快速增长，但人才供应却严峻缺乏。"

"让学生参加到芯片规划中来，让学生也能做处理器芯片"，包云岗想，能够通过国科大"科教交融"这一人才培育形式下降芯片规划门槛，让学生能规划自己的芯片并流片可大幅进步人才培育功率，"咱们不能再耽误了，要加快人才培育方案"。

2019年8月27日，国科大正式发动"终身一芯"方案。这一姓名是包云岗起的，他期望有一天，能让每一位学生都能带着自己规划的芯片结业，"不论未来是不是真的能完结，这至少听起来是一个夸姣的抱负"。

那天，参加"终身一芯"方案的第一批5位同学和教育团队，就在包云岗的办公室开了场简略的动员大会，拟定了依据教育处理器开发的技能道路。此刻，间隔12月17日那天的流片"班车"缺乏4个月。假如错失这趟"班车"，该团队则需再等两个月赶下一趟，这就意味着，芯片不行能在结业辩论时回来。

"硅"上教育，让学生不再惧怕做芯片

"终身一芯"团队需求跟时刻赛跑，至于能不能跑得赢，包云岗心里"也没底儿"。

芯片的规划、制作是个杂乱的进程。首要，团队需求依据指令集进行微架构规划。RISC-V就是一种指令集，它类似于螺母和螺钉的尺度规范，是计算机体系中硬件与软件之间交互的规范规范。而微架构规划，就是将指令集手册界说的功用实例化，通过工程开发变成源代码。之后，需求通过电子规划自动化（EDA）东西将源代码"翻译"成芯片地图，再将地图提交给相应企业流片、封装，才干取得芯片。

这是国科大2016级本科生金越参加的第一个实践项目。让他感触深入的是，这样的项目不是课程作业，教师不再手把手地教你，试验环境需求自己查资料建立，辅导书和道路也需求自己确认，而且依据这个道路你不知道是否能做出来。"真实参加到项目中才知道课程作业就像直接给人采摘的果园相同，但项目却是给一片荒地和几棵果树苗，从开垦栽培和上肥都要自己着手，而且还不知道这样能不能结出果实"。

"这相当于一次实践课，能够把学生学过的相关常识都串起来。但有些要害模块的作业原理是课堂上没有介绍过的，同学们需求进行一些探究性的测验分类目录，有时乃至要将此前的规划推倒重来，他们会感到焦虑或懊丧，这对他们的心态也是很大的检测。"包云岗说，教育团队不只需求给予技能辅导，还要对学生的心态进行引导，"告知他们不确认性是探究进程中的客观规律，引导他们去总结探究失利的阅历，让他们正确认识到探究失利的含义"。

包云岗着重，"终身一芯"并非要研制出产等第芯片，而是一次教育实践，其间一个方针就是"让学生不再惧怕做芯片"，"一提起规划芯片，学生常常有种畏难心思，觉得它很难，咱们也想通过这次实践让他们战胜这种心思"。

期望育才阅历能向全国辐射

上一年12月19日，"终身一芯"团队完结规划和投片。本年4月23日，处理器芯片回来，通过调试测验验证，芯片成功运转Linux操作体系以及学生们自己编写的国科大教育操作体系UCAS-Core。

在本年6月的结业辩论中，"终身一芯"团队学生代表王华强向结业辩论委员会演示处理器芯片的功用。他们交出了一份超出预期的本科结业规划"答卷"，也完结了带着自己规划的处理器芯片结业这一方针。7月22日，王华强又收到了"果壳"被RISC-V范畴旗舰国际会议"RISC-V全球论坛"（RISC-V Global Forum）接纳的告诉，不久将代表团队向全球业界介绍"果壳"的规划，这也将是"果壳"初次在国际舞台上露脸。

现在，这五位同学都已确认将在中科院计算所读研，现在正在参加一个更有应战的项目，开发一款高性能乱序多发射RISC-V处理器核的规划。

"一年前他们在做‘果壳’时还有些费劲，现在已是这个新团队中的主干，和其他博士生和工程师们一同攻坚克难。比及他们30岁时，就能够说是处理器芯片和计算机体系规划范畴的‘老兵’了。"包云岗说，那时的他们或许会去工业界研制产品，或在学术界做科研，不论怎样，这批年轻人的未来值得等待。

孙凝晖说，"终身一芯"方案的愿景方针是在国科大实践阅历的基础上，向全国辐射，协助更多高校构成从处理器芯片规划到流片并运转操作体系的实践课程，进步我国处理器芯片规划人才培育规划，多出人才；缩短人才从培育阶段到投入科研与工业一线的周期，快出人才，力求完结3年后在全国每年能培育500名学生，5年后完结每年培育1000名学生，10年到达每年培育1万名学生。

在包云岗看来，"终身一芯"方案向全国辐射的一大困难是，对教师的要求比较高，不利于推广，"所以咱们有或许需求同步推广‘一师一芯’，先让教师有这样的实践阅历，然后再去辅导学生"。（记者 孙庆玲）

(责编：郝孟佳、熊旭)

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