国科大本科生9个月设计出处理器芯片 可运行Linux系统

今天，中国科学院大学（以下简称“国科大”）召开新闻发布会，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5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。

孙凝晖院士

国科大计算机科学与技术学院院长、中国科学院计算技术研究所所长孙凝晖院士称：“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。

据“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介绍，去年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”。

去年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。今年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。今年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，5位同学交出了一份超出预期的本科毕业设计“答卷”，也实现带着自己设计的处理器芯片毕业这一目标。这标志着首期“一生一芯”计划取得圆满成功。

包云岗介绍，学生们将这款处理器芯片命名为“果壳（NutShell）”，与“国科”发音相同，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，RISC-V全球论坛刚刚接收了“果壳”团队的投稿，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。”

“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’。” 国科大副校长董纪昌教授表示，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。

孙凝晖说，“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。

参考资料：中国青年报、新京报