文／本刊記者 吳 桐

“其實，包老師才是我們實驗室里最‘肝’的那個人?！敝袊茖W(xué)院大學(xué)計算機專業(yè)的研一學(xué)生王華強告訴科普時報記者：“包老師雖然工作繁忙，同時身兼多個項目，但依然對我們的項目進(jìn)展、畢業(yè)論文撰寫乃至大會演講的PPT制作進(jìn)行了細(xì)致耐心的指導(dǎo)。同時，他也很擅于鼓勵自己的學(xué)生?！蓖跞A強口中的包老師就是中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所副所長、研究員、博士生導(dǎo)師、中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授包云崗。日前，北京市委宣傳部、北京市科協(xié)等部門首次聯(lián)合開展北京最美科技工作者學(xué)習(xí)宣傳活動，包云崗被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。

過去15年包云崗一直從事處理器體系結(jié)構(gòu)的前沿研究，在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)科研和教學(xué)中作出了突出貢獻(xiàn)：近年來，包云崗團(tuán)隊引領(lǐng)中國芯片敏捷開發(fā)實踐，成立聯(lián)盟推動中國開源芯片生態(tài)建設(shè)，為解決“卡脖子”芯片技術(shù)難題提供新思路，突破開源芯片敏捷設(shè)計方法的若干關(guān)鍵技術(shù)。在中科院的支持下，包云崗帶領(lǐng)團(tuán)隊開展一系列開源芯片實踐，建立中國引領(lǐng)的開源芯片主線，在國內(nèi)外產(chǎn)生積極影響力，使團(tuán)隊成為開源處理器芯片方向全球主要科研團(tuán)隊之一。

除了科研攻關(guān)，包云崗也十分重視人才培養(yǎng)。2019年5月16日，華為被美國列入實體名單，全國震驚。包云崗說：“和華為專家交流后，他們表示短期內(nèi)的需求華為自己基本能應(yīng)對，更需要的是中長期的先進(jìn)技術(shù)，而最需要的是處理器芯片設(shè)計人才?！边@是因為以前華為的芯片架構(gòu)設(shè)計團(tuán)隊很多在美國硅谷，由于美國的出口管制，導(dǎo)致華為在美國的芯片設(shè)計人才無法發(fā)揮作用，但在國內(nèi)又招不到這樣的人才，這正是華為的心腹之患。

包云崗表示，華為在國內(nèi)找不到處理器芯片設(shè)計人才的情況是在意料之中：“2017年，我曾安排組里的學(xué)生統(tǒng)計過483篇2008～2017十年的體系結(jié)構(gòu)頂級會議ISCA論文第一作者的情況，最后統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這些優(yōu)秀人才85%選擇在美國就業(yè)，僅有4%在中國就業(yè)，差距巨大，這和國內(nèi)很多大學(xué)不開展處理器芯片設(shè)計相關(guān)教學(xué)與研究密切相關(guān)。”包云崗認(rèn)為，降低芯片設(shè)計門檻，讓學(xué)生能設(shè)計自己的芯片并流片，可大幅提高人才培養(yǎng)效率。時間不等人，要加速人才培養(yǎng)計劃。

于是，2019年8月，包云崗在中國科學(xué)院大學(xué)啟動了“一生一芯”計劃，目標(biāo)是通過讓本科生設(shè)計處理器芯片并完成流片，培養(yǎng)同時具備扎實理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗的處理器芯片設(shè)計人才。在包云崗帶領(lǐng)的教學(xué)團(tuán)隊指導(dǎo)下，經(jīng)過4個月的高強度開發(fā)，包括王華強在內(nèi)的5位國科大本科生最終實現(xiàn)了帶著自己設(shè)計的處理器芯片畢業(yè)這一目標(biāo)。

在開發(fā)過程中，有些關(guān)鍵模塊的工作原理是課堂上沒有介紹過的，同學(xué)們還需要進(jìn)行一些探索性的嘗試，有時甚至需要將此前的設(shè)計推倒重來，他們會因此感到焦慮或沮喪，這對他們的心態(tài)也是很大的考驗。包云崗和他的教學(xué)團(tuán)隊不僅僅給予技術(shù)指導(dǎo)，還對學(xué)生的心態(tài)進(jìn)行了正確的引導(dǎo)，告訴他們不確定性是探索過程中的客觀規(guī)律，然后引導(dǎo)他們?nèi)タ偨Y(jié)探索失敗的經(jīng)驗教訓(xùn)，去深刻地分析當(dāng)前方案不可行的原因，從而加深對問題的理解，讓他們正確認(rèn)識到探索失敗的意義。

通過參與“一生一芯”計劃，5位同學(xué)不僅獲得了專業(yè)技能上的大幅提高，心理素質(zhì)也在千錘百煉之中變得更加強大。值得一提的是，近日，包云崗在首屆RISC-V中國峰會上公布了開源高性能RISC-V處理器“香山”，“一生一芯”計劃的這5位同學(xué)已經(jīng)是這支開發(fā)團(tuán)隊的技術(shù)骨干，并在“香山”的開發(fā)中貢獻(xiàn)了超過20%的代碼?！暗鹊剿麄?0歲時，就可以說已經(jīng)是處理器芯片和計算機系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域的‘老兵’了，相信那時他們的創(chuàng)造力會得到更大的發(fā)揮和展現(xiàn)，我對這批年輕人的未來充滿期待?！卑茘徴f。

包云崗表示，處理器芯片被公認(rèn)為芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，設(shè)計復(fù)雜度高、難度大。我國處理器芯片設(shè)計人才嚴(yán)重緊缺，“一生一芯”計劃就是希望通過科教融合的方式，將大學(xué)不同時期的課本知識串聯(lián)起來，幫助參與計劃的學(xué)生能夠更快速地投入到科研和產(chǎn)業(yè)開發(fā)當(dāng)中。

包云崗介紹，“一生一芯”計劃的第二期共有11位學(xué)生參與，而現(xiàn)在正在進(jìn)行的第三期已經(jīng)有來自全國各地的600多名學(xué)生報名。“我們對‘一生一芯’計劃的期望是至少能持續(xù)到2030年，屆時希望能為國家培養(yǎng)超過上萬名芯片設(shè)計的人才?！卑茘徴f。

我們有理由相信，隨著“一生一芯”計劃的不斷推進(jìn)，我國芯片設(shè)計的人才儲備終將會迎來“芯芯向榮”的春天。