國科大本科生設計 RISC-V 處理器芯片成功流片畢業(yè)，官方詳解 “一生一芯”計劃

7月26日消息 中國科學院大學官方介紹，7 月 25 日，中國科學院大學（以下簡稱 “國科大”）舉行新聞發(fā)布會，公布了首期 “一生一芯”計劃成果—;—;在國內首次以流片為目標，由五位 2016 級本科生主導完成一款 64 位 RISC-V 處理器 SoC 芯片設計并實現(xiàn)流片，芯片能成功運行 Linux 操作系統(tǒng)以及學生自己編寫的國科大教學操作系統(tǒng) UCAS-Core。

國科大計算機科學與技術學院院長、中國科學院計算技術研究所所長孫凝暉院士對 “一生一芯”計劃做了總體介紹。他指出，處理器芯片被公認為芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，設計復雜度高、難度大。我國處理器芯片設計人才嚴重緊缺，如何加快此類人才的培養(yǎng)規(guī)模與培養(yǎng)速度，是我國迫在眉睫的難題。

針對處理器設計人才危機，國科大于 2019 年 8 月啟動了 “一生一芯”計劃，目標是通過讓本科生設計處理器芯片并完成流片，培養(yǎng)具有扎實理論與實踐經(jīng)驗的處理器芯片設計人才。孫凝暉表示，國科大踐行 “硅上做教學”理念，旨在充分發(fā)揮獨特的 “科教融合”辦學優(yōu)勢，通過打造 “一生一芯”計劃這樣具有貫通性和挑戰(zhàn)性的實踐課程，來貫通本科階段計算機系統(tǒng)課程的核心知識點，形成具有國科大特色的處理器芯片設計人才培養(yǎng)方案。

孫凝暉宣布，經(jīng)過 9 個月的努力，由國科大 2016 級計算機學院本科生金越、王華強、王凱帆、張林雋和張紫飛等五位同學參與的首期 “一生一芯”計劃取得圓滿成功，五位本科生實現(xiàn)帶著自己設計的處理器芯片畢業(yè)這一目標。孫凝暉表示，“一生一芯”計劃的愿景目標是在國科大實踐經(jīng)驗的基礎上向全國輻射，幫助更多高校形成從處理器芯片設計到流片并運行操作系統(tǒng)的實踐課程，提高我國處理器芯片設計人才培養(yǎng)規(guī)模（“多”），縮短人才從培養(yǎng)階段到投入科研與產(chǎn)業(yè)一線的周期（“快”），力爭實現(xiàn) 3 年后在全國每年能培養(yǎng) 500 名學生，5 年后實現(xiàn)每年培養(yǎng) 1000 名學生，10 年達到每年培養(yǎng) 1 萬名學生。

2019 年 8 月 27 日，“一生一芯”計劃召開動員大會，制定基于教學處理器開發(fā)的技術路線。這需要學生進行各種探索性的嘗試、克服大量技術挑戰(zhàn)，才能實現(xiàn)流片目標。正是這種探索的過程，讓學生深入理解了處理器芯片的工作原理，并體會到探索性實踐的樂趣與成就感。

▲“果殼”芯片

2019 年 12 月 19 日，一款 64 位 RISC-V 處理器 SoC 芯片完成設計，并基于中芯國際 110nm 工藝完成投片；

2020 年 4 月 23 日，處理器芯片返回，經(jīng)過調試測試驗證，芯片成功運行 Linux 操作系統(tǒng)以及學生自己編寫的國科大教學操作系統(tǒng) UCAS-Core；

2020 年 6 月 2 日，王華強同學代表 “一生一芯”團隊向畢業(yè)答辯委員會演示處理器芯片的功能，五位同學交出了一份超出預期的本科畢業(yè)設計 “答卷”。這標志著首期 “一生一芯”計劃取得圓滿成功。

▲“果殼”芯片

IT之家了解到，學生們將這款處理器芯片命名為 “果殼（NutShell）”，與 “國科”發(fā)音相同。他們希望通過自己設計的處理器芯片來寄托對國科大深厚的情感。包云崗教授透露：“果殼”的設計源代碼已經(jīng)向國際社區(qū)開源。