計算機科學與技術專業的本科生要設計出芯片才能畢業?
今年6月,中國科學院大學計算機科學與技術專業5位本科畢業生帶著他們自主設計的處理器芯片畢業了。該款被命名為“果殼”的芯片,從設計到流片,歷經9個月時間,將於今年9月2日登上RISC-V全球論壇,首次在國際舞台上亮相。
據悉,包括金越、王華強、王凱帆、張林雋和張紫飛的5名本科生之所以能帶著自主設計的芯片畢業,是參加了國科大於2019年8月啟動的“一生一芯”計劃,該計劃目標是通過讓本科生設計處理器芯片並完成流片,培養具有紮實理論與實踐經驗的處理器芯片設計人才。
“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研究中心主任包雲崗表示,該計劃萌芽於2018年的烏鎮世界互聯網大會,一個關於“如何做開源芯片生態”的疑問。包雲崗教授認為,將教學與開源芯片生態相結合,讓本科生也能做芯片,是構建開源生態的關鍵,也是解決國內處理器芯片設計人才短缺的關鍵。
國科大計算機科學與技術學院院長、中科院計算所所長孫凝暉院士表示,“一生一芯”計劃力爭實現3年後在全國每年能培養500名學生,5年後實現每年培養1000名學生, 10年達到每年培養1萬名學生。
據悉,作為“一生一芯”計劃首期成果,這是國內首次由5位2016級本科生主導設計並實現流片的一款64位RISC-V處理器SoC芯片。該芯片能成功運行Linux操作系統以及學生自己編寫的國科大教學操作系統UCAS-Core。
其實,這種人才培養模式並不是首創。在該團隊的調研中,發現和“一生一芯”計劃目標最接近的是2017年春季開始UC Berkeley開了一門新EE194/290C “28nm SoC for IoT”,目標是設計一個SoC芯片,集成各種IP模塊,包括一個Berkeley開發的RISC-V Rocket處理器核。這門課以流片為目標,2017年春由9位本科生與1位研究生參加,通過1學期完成了流片,但未提供信息證明芯片能正常工作。
目前,這5位同學正在參與另一個更有挑戰的項目,開發一款高性能亂序多發射RISC-V處理器核的設計。
包雲崗在知乎問答講述該計劃背後的故事使寫道:“去掉團隊中蔡曄、唐丹和我這三位40歲以上的中年人,這支隊伍平均年齡只有23.1歲,但他們表現出來的戰鬥力卻是驚人的——不到三個星期就從頭開始完成了亂序處理器主流水線的設計與實現,並且通過CoreMark測試。等到他們30歲時,就可以說已經是處理器芯片和計算機系統設計領域的’老兵’了。”