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仅仅4个月!五位本科生“造芯”毕业

发布时间:2020-09-01 18:07   来源:网络整理    作者:大管家

“一生一芯”计划负责人包云岗展示芯片受访者供图

  芯片设计类似于画一张大楼的施工图纸。只不过,呈现这张图纸,用的不是线条,而是一种叫做Chisel的硬件语言。

  “如何评价中国科学院大学(以下简称国科大)‘一生一芯’计划?”在某问答网站上,这个问题获得了超千万的关注热度。

  五位本科生,主导完成了一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片。这款芯片,被称作他们的 “最硬核毕业证书”。

  和芯片有关的新闻,总能牵动国人的心。而当主角成为几个“带芯毕业”二十出头的年轻人,就更加引人好奇。网上的声音多种多样,有人鼓掌,有人唱衰,有人将它和中国芯片产业联系起来,写了洋洋洒洒长篇分析。

  如今,五位学生已经开始了新的工作。他们正在深圳,参与新的更高性能芯片的设计。

  8月中旬,他们还多了个新身份——第二期“一生一芯”计划的助教。

  “一生一芯”:本科生做芯片不是天方夜谭

  芯片是今年五月底快递到王华强家的。

  它大概一元硬币大小,上面刻着 “COOSCA-01”和“一生一芯”的字样,还有国科大的Logo。

  COOSCA是一个内部代号,是国科大计算机科学与技术学院的三门课程——计算机组成原理、操作系统和计算机架构的缩写。“一生一芯”则是计划的名字,意思是让每位本科生带着自己设计的处理器芯片毕业。

  受新冠肺炎疫情影响,今年国科大的本科毕业答辩在线上进行。王华强代表“一生一芯”团队,向答辩委员会的老师远程展示了芯片。他把芯片装上测试板,用串口线将测试板与电脑连接,打开电脑上的终端软件,按下测试板上的复位键,运行了几个简单的程序——Linux系统跑起来了。

  然而,去年夏天,“一生一芯”计划参与者张紫飞第一次听到该计划时的第一反应却是“天方夜谭吧”。让几个本科生用几个月时间,设计出一枚能够运行Linux这样复杂操作系统的芯片,可能吗?

  “一生一芯”计划负责人、国科大计算机学院教授、中国科学院计算所先进计算机系统研究中心主任包云岗则觉得,在开源时代,将芯片设计的门槛降下来,是可能的。

  包云岗对2008年至2017年计算机体系结构国际顶级会议论文第一作者做过分析,只有4%来自中国的高校和科研院所。中国的处理器芯片设计界,缺人。

  开放指令集RISC-V与芯片敏捷开发语言Chisel,能使开发效率数量级提升。RISC-V,正是包云岗近几年的研究重心。这一指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

  2018年时,包云岗就隐约意识到,RISC-V对人才培养会有帮助。2019年5月,华为被美国商务部列入实体名单,人才危局必须尽快找到出路。包云岗迅速将他模糊的想法细化:让学生学习并实践芯片敏捷设计方法,参与芯片设计实现,通过大学流片计划完成芯片制造。

  如果学生能带着他们自己设计的芯片实物毕业,这会是最特别的毕业纪念。

  2019年8月,“一生一芯”计划正式启动。包云岗将之称为一次教学实践。国科大校领导认为,它会掀起本科教学改革的新篇章。

  五位参与的学生是金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞,他们都是国科大计算机科学与技术学院2016级本科生,那时也都已通过了中国科学院计算技术研究所的保研夏令营,成为首批吃螃蟹的人。

  在王华强看来,如果能用自己做的芯片运行自己写的操作系统,“很浪漫”。

  计算机体系结构是一个古老但依然生机勃勃的领域。“我们现在用的很多东西都是很多年前的成果。随着科技的发展和国内外形势的变化,我个人认为,在体系结构上应该还有广阔的探索空间。”王华强喜欢动手实操。就算做出来的只是个玩具,自己亲手打磨的东西,还是不一样。

  在热闹的计算机行业中,这些偏好体系结构的学生,想找到那些更坚固的东西,抓住,并且坚持下去。

  踩坑、挖坑,再从坑里爬出来

  其实,在学生们面前的,是一条未有人走过的路。

  难度究竟如何,耗时需要多久,可能会有什么坑……通通都是未知数。没有导航,他们需要自己打怪升级,自己试错尝试。

  当然,他们也并非是在白纸上作画。

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