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国产女神私密小视频迅雷下载:只有4个月!五名本科生毕业于“核心建筑”

小编:若水 · 浏览: · 01月01日

芯片设计类似于画一个建筑的施工图。然而,这幅画是用一种叫做凿子的硬件语言而不是线条来表示的。

如何评价中国科学院大学(以下简称国家科技大学)的“一个生命,一个核心”项目在一个问答网站上,这个问题已经引起了超过1000万的关注。

五名本科生领导了一个64位RISC-V处理器SoC芯片的设计和实现。这个芯片被称为他们的“最硬核心文凭”。

与芯片相关的新闻总是触动中国人的心灵。当主角变成几个二十出头,有核心毕业的年轻人,那就更好奇了。网上各种声音,有的叫好,有的唱衰,有的把它和中国芯片行业联系起来,写了一篇洋洋洒洒的长篇分析。

现在,五名学生开始了新的工作。他们在深圳,参与新的更高性能芯片的设计。

8月中旬,他们又有了一个新的身份,成为——“一个生命一个核心”计划第二阶段的助教。

“一生一芯”:本科生做芯片不是天方夜谭

芯片是今年5月底快递到王华强家的。

它大约有一枚一美元硬币大小,上面刻着“COOSCA-01”和“一个生命中的一个核心”的字样,还有国家科技大学的Logo。

COOSCA是内部代码,是——计算机组成原理、操作系统、计算机体系结构的缩写,是国立科技大学计算机科学与技术学院的三门课程。“一生一核”是这个项目的名字,意思是每个本科生毕业都会带着自己设计的处理器芯片。

受新冠肺炎肺炎疫情影响,今年国科大毕业答辩网上进行。王华强代表“一个生命一个核心”团队,将芯片远程展示给国防委员会的老师们。他把芯片放在测试板上,用串口电缆把测试板连接到电脑上,打开电脑上的终端软件,按下测试板上的复位按钮,运行了几个简单的程序。——Linux系统开始运行。

然而,去年夏天,“一个生活,一个核心”节目的参与者张子非第一次听说这个节目的时候,他的第一反应是《天方夜谭》。几个本科生有没有可能在几个月内设计出一个能运行Linux这样复杂操作系统的芯片:

“一生一核”项目负责人、国立科技大学计算机科学学院教授、中国科学院计算技术研究所高级计算机系统研究中心主任包云刚认为,在开源时代降低芯片设计门槛是可能的。

包云刚分析了2008-2017年计算机体系结构国际顶级会议论文的第一作者,只有4%来自中国的大学和研究机构。中国处理器芯片设计行业缺人。

开放式指令集RISC-V和芯片敏捷开发语言Chisel可以将开发效率提高几个数量级。RISC-V是包云刚这几年研究的重点。这个指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

2018年,包云刚隐约意识到RISC-V对人才培养会有帮助。2019年5月,华为被美国商务部列为实体,必须尽快找到出路。包云刚迅速提炼出自己模糊的想法:让学生学习和实践敏捷芯片设计方法,参与芯片设计和实施,通过大学电影制作计划完成芯片制造。

如果学生能用自己的芯片毕业,那将是最特别的毕业纪念。

2019年8月,“一生一核”计划正式启动。包云刚称之为教学实践。国家科技大学领导认为,这将掀起本科教学改革的新篇章。

五名参赛学生是、王华强、王、张琳娟和张子非,他们都是来自科技大学计算机科学与技术学院的2016届本科生。当时都通过了中科院计算技术研究所的研究夏令营,成为第一批吃螃蟹的人。

在王华强看来,这将是“浪漫”的我

计算机体系结构是一个古老但仍然充满活力的领域。“我们现在使用的很多东西都是多年前的成果。随着科学技术的发展和国内外形势的变化,我个人认为建筑应该有广阔的探索空间。”王华强喜欢动手。就算只是个玩具,自己打磨出来的东西还是不一样的。

在忙碌的计算机行业里,这些偏爱建筑学的同学,想找到更强的东西,抓住它,坚持下去。

踩坑、挖坑,再从坑里爬出来

其实在学生面前,有一条从来没有人走过的路。

难度有多大,需要多长时间,可能会有哪些坑……都是未知数。没有导航,他们需要升级自己,尝试自己的错误。

当然,他们不是在白纸上画画。

教师团队制定了总体规划,确定了技术路线,选择了基础平台,搭建了开发环境,选择了电影制作流程和班车。在五个学生真正开始之前,一个强大的教师团队为学生们乘风破浪做好了准备。

做芯片其实分为前端和后端。前端主要设计成通过数字电路实现处理器的功能;在后端,这些设计由物理组件实现。

“说芯片是我们制造的是不准确的。其实我们只做了前端的逻辑设计部分。”王强调。

他试图用最通俗的语言向《科技日报》记者解释如何设计芯片。——类似于画一个建筑的施工图。然而,这幅画是用一种叫做凿子的硬件语言而不是线条来表示的。

此前,包云刚团队的博士生余子豪为南京大学开发了一款用于教学的RISC-V处理器。“一个生活一个核心”计划的学生应该在此基础上改进,把师兄们盖的房子重建成更舒适、更明亮的房子。

包云刚说,在实际的产品研发和科研工作中,往往不是从零开始,而是在现有功能的基础上增加新的功能,提高性能。“这培养了学生‘理解-消化-创新’的能力。"

大家采用流行的“敏捷开发”模式:每个人负责一个或者几个模块,齐头并进,多线推进,然后收尾。

“一个生命一个内核”计划的目标很明确:在芯片上运行Linux系统,支持基本的输入输出设备。

先解决“能”和“对”的问题,再看“快”和“好”。

对于新手的建筑设计团队来说,他们建造的第一栋房子必须保证屹立不倒。“如果墙体错位,或者墙体本身的承重强度不够,整个建筑就会倒塌。”王对说道。

从2019年8月正式设计到12月中旬交付设计图纸,五人组踩坑,给别人挖坑,奋力从坑里爬出来;他们已经熬夜到很晚,犯了不知道该躲在哪里的错误,要和可能耽误队友进度的焦虑做斗争。

团队成员金悦负责片上系统。除了CPU,系统中还有五个控制器来实现特定的功能。“就像大脑需要控制四肢才能让人体运动一样。”金说。

这些控制器的代码是由开源社区提供的,但是团队不确定这些控制器是否适合他们设计的芯片。金悦需要编写驱动软件来测试外围控制器是否设置正确,能否正常工作。

“如果有问题,会很麻烦。是我的软件有问题,还是外围控制器本身有问题:如果外围控制器有问题,哪一个是错的:”变量太多,使得测试变得复杂。

“在验证的日子里,我几乎没怎么睡觉。”金悦在半夜看了看电脑,检查了手册,检查了代码,检查了波形。带着一点“我不信邪”“我一定要把这个东西弄出来。”

导师团队可以给迷茫的学生指出大致的方向,但是这个方向会发生什么,是上山还是过河,就看学生自己去尝试了。

发现问题是什么是一个“痛苦”的经历,几乎每个项目参与者都会提到。王华强说,这是一个“按葫芦舀”的过程。

作为队里唯一的女队员,张琳娟对这个级长负责。你进入一个图书馆,想找一本书。用离你最近的书架,可以放最少的书;在更深的书架上,书更多,但你要走很长时间。预取员就像知道你喜好的图书管理员。他提前把他认为你会拿的书放在最近的书架上,节省了你的搜索时间。

“在实现此功能时,我认为预取器应该放在一级缓存中是理所当然的。”一级缓存相当于离你更近但容量更少的书架。但奇怪的是,增加预取器后,芯片的性能受到影响,芯片的信息处理速度变慢。

她花了一个月的时间找问题,一个个检查,修改,调试。后来张琳娟被提醒说,可能是那个预取员放错了位置。“嘿,它很崩溃。我之前写的都没用了,还要重新开始。”将预取器移到L2缓存后,困扰她一个月的问题终于消失了。

没有人想到问题会在他们真正开始之前在这里等他们。

总结,同学们写作业就像是一个被人直接摘下来的果园,但是“一生一核”的计划是给一片荒地几株幼苗,从开垦到施肥都要自己动手,还不知道能不能结果。“不知道为什么,从0种出来的水果好像更甜。”他们说。

"我们只知道如何从山脚到山腰。"

2019年12月,该芯片的设计版图正式提交,芯片基于SMIC 110纳米工艺铸造。

对于这五个学生来说,他们的工作暂时告一段落。接下来重点是完成基于芯片的毕业设计。

在电影正式上映之前,团队已经在模拟器上反复测试过了。但是没有人能保证芯片会达到预期的功能。

在课堂或竞赛中,学生还需要从头开始完成芯片设计。但是在课堂实践中,并不需要测试得太好,只要设计出来的芯片能通过老师给的几个测试点,就成功了。“一生一核”计划中没有这种预先设计的“测试点”。你一定要全面仔细。

“即使你测试了这么多次,也不能说这个系统一定没有bug(缺陷)。总有一些地方没有经过考验,总会有意想不到的问题。”张子非说。毕竟在之前的四个月的发展中,他们见过各种奇怪的情况。

不可否认压力更大。

之前的芯片设计更像是“纸上谈兵”。成功固然好,失败也无所谓。但是这一次,如果把真金白银投入到影片中,能不能用,几个月的努力是否会白费,都可以在影片上映后看到区别。

这是“一生一核”计划的第一阶段,大家都希望有个好的开始。等待的那一天,他们忐忑而激动。

2020年4月23日,同学们从微信上得知,自己设计的处理器芯片已经归还。

但这不是终点,需要检验和验证。

“从底层的PCB布局、内存颗粒到中间的处理器设计,再到上层的操作系统和应用软件,可能每一个层面都有问题。哪怕是很小的问题都会导致芯片无法正常工作。”包云刚说。

这次考试经历也是一波三折,甚至有点戏剧性。

芯片回来后,队里的老师测试了几个芯片,结果显示芯片真的是没有任何输出的“砖头”。一阵忙乱之后,他们发现主板上的一根电源线出了问题,芯片“但是还没来得及征服,他就死了”烧坏了。

后来因为一个串口时钟频率设置问题,芯片性能一直不正常。芯片花了很长时间才调整到最佳状态。

6月2日,在毕业答辩现场,王华强展示了芯片的工作流程。后来王把国科大操作系统课程学生写的UCAS-Core移植到COOSCA core上,完成了用自己的CPU运行自己写的操作系统的“浪漫”之事。

其实除了王华强,其他四位同学都是夏天去深圳参加新项目后才看到自己设计的芯片。张子非说:“我第一眼看到的时候,就觉得这个芯片比我们想象的要小。好像还有点初级。”大家都笑了,他马上补充了一句“但是妈妈不能太丑”。

国立科技大学的学生称他们的母校为“坚果壳”,因此坚果壳成为“一生一核”计划第一个芯片的正式名称。9月3日,王华强将代表团队向全球同行介绍“果壳”的设计,这也将是“果壳”首次在国际舞台上亮相。

“国科大学生硬核文凭”一度成为网络热门话题,但几位被奉为“大神”的同学并不打算把这个项目搞得太高。

“我们现在在看英特尔芯片,就像刚开学时看‘一生一片’一样。毕竟这些公司积累了几十年的经验,我们现在才学会皮毛,完全无法比拟。”张琳娟坦言。金悦打了个比方:“现在,我们只知道从山脚走到山腰有多难,我们不知道从山腰走到山顶有多难。”

正是因为爬山、爬坡,同学们才知道自己都是新兵,经验和能力不足,需要磨炼。

他们的平均年龄只有21.8岁。包云刚说,他们30岁的时候,可以说是处理器芯片和计算机系统设计领域的“老手”。无论是进入工业界还是学术界,他们的创造力都会得到更大的发挥和展示。“我对这些年轻人的未来充满了期望。”

“一生一核”计划也是针对未来的。

国立科技大学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宁辉指出,该计划旨在帮助更多大学形成从处理器芯片设计到流媒体和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,缩短从培养阶段到人才投入科研和产业的周期。

据包云刚介绍,参加“一个人生一个核心”二期工程的学生人数已增至13人,其中包括浙江大学、南京大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学(深圳)和密歇根州立大学的学生。

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