造成上述问题的主要缘故原由之一，是短缺芯片设计人才，尤其是高端芯片设计人才。这固然与过去多年中国芯片的家当环境有关，但也与海内高校的芯片人才培养办法密切干系。由于高端处理器芯片设计和生产本钱不断增加，干系技能难度不断加大，目前只有极少数条件较好的大学和科研机构能够从事这方面的研究。这导致干系人才数量非常有限，远不能知足国家对该领域高端人才的急迫需求。
为此，中国科学院大学打算机科学与技能学院超前布局，培养处理器芯片这一关键领域紧缺人才，联合中国科学院打算技能研究所科研工程支撑团队，于2019年8月启动了“生平一芯”操持。
培养实践型开放式大规模人才
为应对芯片人才培养中芯片设计门槛高、课程间关联弱、实践不敷、学习坡度陡峭等寻衅，缓解我国芯片被“卡脖子”等形势，“生平一芯”操持履行了一种基于开源新赛道、贯通课程的实践型开放式大规模人才培养模式。
选择新的开源赛道。通过开源办法降落芯片人才培养门槛，详细包括基于开源指令集设计处理器、集成有关开源项目以及利用有关开源工具，同时鼓励学生反哺开源社区，形成良性循环。
设计贯全盘算机科学专业与电子信息工程专业课程的培养方案。一方面，打通软件和硬件，让学生深入理解打算机系统如何通过处理器、指令集、运行时环境、操作系统和库函数，支撑运用程序的运行。另一方面，培养处理器芯片全链条设计能力，让学生理解从体系构造设计、开拓，到集成验证、综合、物理设计，最终生成可流片版图的全过程。
发挥科教领悟上风。理论和实践结合，将处理器芯片领域的前沿研究成果沉淀为传授教化内容，包括敏捷开拓措辞、敏捷测试方法和形式化验证等，让学生在设计处理器芯片的实践过程中学会快速定位问题，并通过剖析实测数据阐发处理器性能瓶颈，为迭代优化打下根本。
设置分阶段培养模式。将学习流程分为预学习、根本、进阶和专家共4个阶段。个中，预学习阶段的引入，帮助根本欠缺学生查漏补缺，使他们能够更顺利地过渡到后续阶段，从而降落学习坡度。此外，每个阶段以小游戏作为处理器芯片设计的测试目标，充分引发学生的学习兴趣。
“生平一芯”操持不限学校、年级、专业、根本，只要学生对处理器芯片设计感兴趣，都能免费报名参加，并帮助完成学习操持的在校生免费流片。该操持通过开放式教诲，冲破教诲资源壁垒，加速培养我国处理器芯片紧缺人才。
打造芯片领域人才生态圈
截至目前，“生平一芯”操持已履行6期，在多个方面取得了一定成效。
在培养质量方面，该操持对学生的科研、演习和后续课程学习等方面都有很大帮助。例如，华南理工大学的曾同学提到，“生平一芯”贯通式培养方案辅导他建立了对处理器和打算机系统的整体认识，帮助他快速理解芯片科研项目组成关系，同时能借鉴“生平一芯”实践履历快速办理问题。天津理工大学的祝同学、孙同学和曲同学在完成学习后进入某国产处理器芯片企业演习，工程师表示他们学到的知识技能与企业项目的需求高度契合。
近年来，还有很多高中生参加“生平一芯”操持，并取得精良的学习成果。2023年，北京一零一中学共组织约40逻辑学生参加学习，有3逻辑学天生为“生平一芯”操持仅有的3名高中生正式学员。个中，烟同学的学习进度已靠近流片指标，能力和本色达到“双一流”培植高校大四学生的水平。
中国科学院打算所牵头的开源高性能处理器“喷鼻香山”项目，是该领域在开源赛道上的前沿项目。“生平一芯”操持向“喷鼻香山”团队累计运送18名人才，他们来自全国各地，完成学习后进入开源芯片项目，为攻关“卡脖子”领域作出主要贡献。来自第一期操持的5逻辑学生，在本科毕业后加入“喷鼻香山”团队，已成为核心技能骨干和科研新力量。
在人才培养出口方面，“生平一芯”操持实现向“卡脖子”领域企业的人才运送。完成学习并流片的应届毕业生，一部分前往国内外有名高校或科研机构学习深造，开展芯片干系方向的研究事情，还有一部分进入领军企业从事芯片方向的研发事情。
在组织流程方面，“生平一芯”操持建立了大规模人才培养流程。操持提出“让学生辅导学生”的辅导方案，筛选一部分能力较好且学习激情亲切较高的学生担当助教辅导其他学生，成功办理了西席和工程师的数量无法随培养规模线性增长的难题。随着助教辅导质量的提升，一名助教可辅导更多学生学习。同时，通过分组学习机制充分调动线上助教的积极性，合营组会和答辩会等多种线上机制，加强与学生的互换和沟通。此外，该操持还探索出寒暑期短期演习营和长期演习营两种组织模式，以选拔人才和培养种子助教人选。
在社区培植方面，该操持目前已建立7个干系兴趣小组。小组主题分别为“高性能体系构造仿照器”“开源IP组件库”“开源处理器核”“开源芯片数据集”“开源RTL仿真器”“国际互换和翻译”和“学员发展追踪”。个中，“国际互换和翻译”小组参与了有关国际认证课程学习资料的汉化事情，学习资料已上线利用。同时，部分学生还参与了有关国际基金会虚拟内存事情组的研发和互换事情，推动有关标准规范的改进与完善。
在支撑技能方面，支撑团队已完成可基本支持28纳米流片的开源、有关工具和流程。开源子项目完成了数个慢速接口的开拓；有关工具已完成逻辑综合、物理设计、时序剖析和功耗剖析等工具的串链事情，并完成数颗测试芯片的流片，为有关开源工具进入“生平一芯”传授教化流程打下坚实的工程根本。
完善培养策略应对行业寻衅
在连续履行6期“生平一芯”操持后，传授教化团队也创造了多少待改进之处。一方面，随着“喷鼻香山”等前沿开源项目的发展，干系门槛也在逐渐提高，哀求“生平一芯”项目组设计出过渡性子的传授教化方案，帮助学生在完成学习后顺利过渡到真实的繁芜项目中，包括高等体系构造知识、前沿科学论文的阅读、来自工业界资深工程师的履历辅导等，以及这些知识技能在项目实战中的运用。另一方面，根据干系高校反馈，只管高校希望更多学生能适应并完成“生平一芯”操持的学习，但还须要在前期供应更为循规蹈矩的传授教化辅导，帮助学生顺利从以西席讲授为中央的教室传授教化，逐渐过渡到以学生动手实践为中央的项目实战。这哀求“生平一芯”项目组对根本阶段的学习内容进行调度和重组，从而更好地与当前高校传授教化中的课程对接。
当前，“生平一芯”操持已实现立足北京、辐射全国，探索出一套新的大规模芯片人才培养体系，助力办理我国芯片人才短缺问题。然而，该操持还在不断改进和完善之中，并期待能进一步向全国其他高校推广，形成课内课外、线上线下稠浊的传授教化方法与打算机系统方向人才培养模式，大幅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和家当一线的周期，助力办理我国在打算机芯片领域面临的“卡脖子”问题。
（作者余子濠系中国科学院打算技能研究所工程师，解壁伟系中国科学院打算技能研究所助理研究员，包云岗系中国科学院打算技能研究所副所长、中国科学院大学打算机科学与技能学院副院长）
《中国教诲报》2024年04月08日第6版
作者：余子濠 解壁伟 包云岗
