国科大公布“一生一芯”计划: 我国本科生首次带着自己设计的处理器芯片毕业

  • 赵青
  • 创建于 2020-07-29
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  2020年7月25日,中国科学院大学(以下简称“国科大”)在玉泉路校区礼堂报告厅举行新闻发布会,公布了首期“一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标,由五位2016级本科生主导完成一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片,芯片能成功运行Linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core。

  国科大计算机科学与技术学院(以下简称“计算机学院”)院长、中国科学院计算技术研究所(以下简称“中科院计算所”)所长孙凝晖院士对“一生一芯”计划做了总体介绍。他指出,处理器芯片被公认为芯片产业皇冠上的明珠,设计复杂度高、难度大。我国处理器芯片设计人才严重紧缺,如何加快此类人才的培养规模与培养速度,是我国迫在眉睫的难题。针对处理器设计人才危机,国科大于2019年8月启动了“一生一芯”计划,目标是通过让本科生设计处理器芯片并完成流片,培养具有扎实理论与实践经验的处理器芯片设计人才。孙凝晖表示,国科大践行“硅上做教学”理念,旨在充分发挥独特的“科教融合”办学优势,通过打造“一生一芯”计划这样具有贯通性和挑战性的实践课程,来贯通本科阶段计算机系统课程的核心知识点,形成具有国科大特色的处理器芯片设计人才培养方案。

孙凝晖院士发布“一生一芯”计划成果

  孙凝晖宣布,经过9个月的努力,由国科大2016级计算机学院本科生金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞等五位同学参与的首期“一生一芯”计划取得圆满成功,五位本科生实现带着自己设计的处理器芯片毕业这一目标。孙凝晖表示,“一生一芯”计划的愿景目标是在国科大实践经验的基础上向全国辐射,帮助更多高校形成从处理器芯片设计到流片并运行操作系统的实践课程,提高我国处理器芯片设计人才培养规模(“多”),缩短人才从培养阶段到投入科研与产业一线的周期(“快”),力争实现3年后在全国每年能培养500名学生,5年后实现每年培养1000名学生,10年达到每年培养1万名学生。

  “一生一芯”计划负责人、国科大计算机学院教授、中科院计算所先进计算机系统研究中心主任包云岗详细介绍了该计划的启动与实施历程。该计划得到了国科大校长李树深院士、常务副校长王艳芬等校领导的高度重视及本科部的支持,学校召集本科部、教务部、规划办、培养与学位部、计算机学院等多个部门协调支持这一计划,给予全方位的保障。

  2019年8月27日,“一生一芯”计划召开动员大会,制定基于教学处理器开发的技术路线。这需要学生进行各种探索性的尝试、克服大量技术挑战,才能实现流片目标。正是这种探索的过程,让学生深入理解了处理器芯片的工作原理,并体会到探索性实践的乐趣与成就感。

包云岗教授展示学生成果

“果壳”芯片

  2019年12月19日,一款64位RISC-V处理器SoC芯片完成设计,并基于中芯国际110nm工艺完成投片;

  2020年4月23日,处理器芯片返回,经过调试测试验证,芯片成功运行Linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core;

  2020年6月2日,王华强同学代表“一生一芯”团队向毕业答辩委员会演示处理器芯片的功能,五位同学交出了一份超出预期的本科毕业设计“答卷”。这标志着首期“一生一芯”计划取得圆满成功。


“果壳”芯片

  学生们将这款处理器芯片命名为“果壳(NutShell)”,与“国科”发音相同。他们希望通过自己设计的处理器芯片来寄托对国科大深厚的情感。包云岗向媒体透露说:“‘果壳’的设计源代码已经向国际社区开源。前段时间,‘果壳’的设计投稿到RISC-V全球论坛,最近刚收到被接收的通知。王华强同学将代表团队于9月3日向全球业界介绍‘果壳’的设计,这也是‘果壳’首次在国际舞台上亮相。RISC-V全球论坛的报告均来自世界各地的业界资深专家,包括图灵奖得主David Patterson教授。国科大本科生能登上RISC-V全球论坛介绍他们设计的处理器核,这在国际上也是非常难得了。”


  由于疫情等原因,五位本科生未能出席发布会。包云岗在总结五位同学的心得感悟时说,“经过‘一生一芯’计划的锤炼,学生们成长了很多。他们不仅在项目中掌握了处理器芯片设计所需的专业知识,也锻炼出了优秀人才所具备的出色心理素质。”

  发布会上,国科大副校长董纪昌教授表示,去年,国科大在本科新生录取通知书中嵌入了“龙芯三号”芯片,“硬核录取通知书”至今让人记忆犹新;今年,国科大本科生已经拿到了“超硬核毕业证书”。国科大将充分发挥“科教融合”优势,培养更多国家紧缺的高技术人才,也欢迎更多优秀本科生加入第二期“一生一芯”计划。

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“一生一芯”项目参与者王凯帆在国科大的成长点滴

媒体报道:

【人民网】我国处理器芯片设计人才紧缺 国科大本科生带自己设计的处理器芯片“果壳”毕业

【人民政协网】这校学生很“硬核”:拿着“龙芯”报到,带着“一芯”毕业

【中国青年报】超硬核毕业证!国科大5位本科生带着自己设计的处理器芯片毕业

【中国教育报】超“硬核”!国科大5位本科生带着自己设计的处理器芯片毕业了

【中国教育电视台】带着自己设计的芯片毕业 国科大首期“一生一芯”成果发布

【中国网】“一生一芯” 国科大五位本科生交出超预期毕业设计“答卷”

【中国新闻网】中国本科生首次带着自己设计的处理器芯片毕业

【北京卫视】首期“一生一芯”计划成果:5位本科生带自己设计处理芯片毕业

【北京时间】国科大三届本科毕业生深造、就业情况及“一生一芯”计划

【北京头条】“一生一芯” 国科大本科生首次带着自主设计的处理器芯片毕业

【经济日报】国科大公布首期“一生一芯”计划成果

【文汇报】“超硬核毕业证书!”国科大首期“一生一芯”计划取得成果!