使学生获得“最硬核毕业证”

2020 年 6 月 2 日 13 时 40 分,由于新冠肺炎疫情的影响,一场特别的毕业答辩在线上举行。

在答辩会上,参与首期“一生一芯”计划的金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞这 5 名平均年龄仅 21.8 岁的中国科学院大学 2016 级计算机科学与技术学院本科生,通过远程展示向答辩委员会的老师们呈现了他们的本科毕业设计——64 位 RISC-V(第五代精简指令集)处理器 SoC 芯片。

使学生获得“最硬核毕业证”

处理器芯片被公认为芯片产业“皇冠上的明珠”,设计复杂、难度高,且设计人才极为紧缺。“加快处理器芯片设计专门人才的培养,是解决我国信息领域‘卡脖子’问题的关键。”作为“一生一芯”计划的负责人,中科院计算技术研究所副所长、国科大计算机科学与技术学院教授包云岗指出,国科大充分发挥“科教融合”的优势,于 2019 年 8 月启动了首期“一生一芯”计划,旨在让本科生设计处理器芯片并完成流片,以培养具备扎实理论和实践经验的处理器芯片设计人才。

“‘一生一芯’计划的含义是,让参与计划的每位本科生带着自己设计的处理器芯片毕业。”包云岗表示,“一生一芯”计划的愿景目标是培养更多国家急需的高科技人才,并在国科大实践经验的基础上向全国辐射,帮助更多高校开设从处理器芯片设计到流片并运行操作系统的实践课程,扩大我国处理器芯片设计人才的培养规模,缩短人才从培养阶段到投入科研与产业一线的周期,力争在 3 年后每年培养 500 名学生,5 年后每年培养 1000 名学生,10 年后每年培养 10000 名学生。

将数字世界的一行行代码转化为现实世界中可运行的芯片,对于师生们来说,这一过程需要面对诸多意想不到的挑战与挫折。包云岗说:“学生们需要进行许多探索性的尝试,很多时候甚至需要推翻设计重新来过,这对他们的心态也是一个很大的考验。”

2019 年 12 月 19 日,经过 4 个月的高强度开发工作,学生们的芯片设计图纸终于提交。大家就像高考交卷后松了一口气,但又悬起了心。因为,还需要等待芯片制作和返回。2020 年 1 月起,这种感觉由于突如其来的疫情而被放大。

2020 年 4 月 23 日,学生们得知他们亲手设计的处理器芯片已经返回。但这并不是终点,还需要进行测试验证。然而,当时参与计划的 5 名学生因疫情无法返校,无法到现场进行调试与测试。幸好余子濠、蔡晔和刘彤等在京学生挺身而出,协助完成了调试测试工作。

2020 年 6 月,参与“一生一芯”计划的 5 名学生顺利通过毕业答辩,实现了带着自己设计的处理器芯片毕业的目标。这款芯片被网友称为他们的“最硬核毕业证书”。学生们将这款处理器芯片命名为“果壳(NutShell)”,与“国科”发音相同,寄托了他们对母校的深厚感情。

2020 年 9 月,“果壳”芯片的设计方案被 2020 年度 RISC-V 全球论坛接收,是 29 个技术报告中唯一由本科生完成的设计。2021 年 6 月,在首届 RISC-V 中国峰会上,开源高性能 RISC-V 处理器“香山”首次亮相。此时,前述 5 位学生已经成为“香山”开发团队的技术骨干。“可以想象,当这 5 个人到 30 岁时,他们将成为处理器芯片和计算机系统设计领域的资深人士。”包云岗说,“我对这批年轻人的未来充满期待。”

2020 年 8 月 12 日,第二期“一生一芯”计划启动。这一次,不仅有 5 名国科大本校学生参与,还有 6 名来自浙大、南大、西北工大、哈工大的学生加入。如今,第三期“一生一芯”计划已经启动,报名人数已超过 600 人,覆盖了 139 所国内外高校。

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