龍芯將兩款CPU核開源 助計算機教育從“用”向“造”突破

　　中國計算機課程缺乏系統(tǒng)性和深度

　　中國計算機專業(yè)各課程大多獨立設(shè)計和實施，各門課程獨立規(guī)劃、知識冗余及銜接脫節(jié)。計算機專業(yè)課程具有很強的系統(tǒng)性，難以分隔，若要真正掌握知識，就必須把所有知識點融匯貫通。

　　袁春風教授在其文章中提到，在國內(nèi)絕大多數(shù)高校開設(shè)的課程中，很難找到可以與上述四所美國學校相提并論的有足夠份量的關(guān)于計算機系統(tǒng)的入門課程……國內(nèi)絕大多數(shù)高?；旧蟽H是硬件概述，既不會與高級語言編程建立關(guān)聯(lián)，也沒有講清楚CPU與操作系統(tǒng)的關(guān)系，對于與編譯相關(guān)的知識也甚少提及，在硬件設(shè)計方面也遠遠沒有達到加州大學伯克利分校CS 61C課程的深度。

　　某種程度上，目前國內(nèi)高校計算機系統(tǒng)概論、計算機系統(tǒng)入門或?qū)д撝惖恼n程，內(nèi)容廣而不深，什么都講一點，什么都講不透。而且在現(xiàn)今的教學體系中，前后課程知識不能有效整合與銜接，課程間知識的重復比較嚴重，這些因素使得學生難以系統(tǒng)地理解課程知識體系。

　　此外，國內(nèi)大多數(shù)學校的教學課程基本上還是沿用傳統(tǒng)的教學理念，沒能與時俱進，不像美國那樣，可以讓學生真正了解如何用硬件描述語言通過FPGA來設(shè)計現(xiàn)代計算機硬件系統(tǒng)。因此，中國的計算機組成原理課程相對于與美國的計算機系統(tǒng)教育課程而言，在系統(tǒng)性、廣度和深度又都相差很遠。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實踐

　　在《面向高校系統(tǒng)能力培養(yǎng)的龍芯CPU開源計劃》中提到，在現(xiàn)今的教學體系中，更多的是原理性、分析式教學方法，缺乏工程性、綜合式教學方法。課程教學往往突出原理性知識的傳授，注重是什么，有什么，教學方式趨于死記硬背，計算機體系結(jié)構(gòu)的諸多概念，對于學生教學而言仍然停留在概念階段。由于計算機系統(tǒng)設(shè)計相當復雜，涉及底層的軟硬件基礎(chǔ)架構(gòu)，加上往往沒有講授一套有效的工程性構(gòu)建方法，學生雖然知道基本概念，卻通常無法進行實踐，基本不具備動手能力。

　　另外，傳統(tǒng)實驗教學中通常不會涉及較大的工程工作量，而是若干規(guī)模相對較小的簡單實驗，比如做一些簡單的CPU指令設(shè)計，但卻沒有能力和配套充足的實驗平臺去進行一個全系統(tǒng)的學習實踐。在缺乏足夠的工程工作量的情況下，使得復雜系統(tǒng)中存在的較為深刻的問題難以暴露，并導致學生雖然經(jīng)過了訓練，但卻因訓練強度不足，不能對系統(tǒng)有較為深刻的認識，無法接觸到現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的很多經(jīng)典概念，也就無法完成具有工程規(guī)模的系統(tǒng)級開發(fā)。

　　相比之下，美國麻省理工學院、加州大學伯克利分校等四所學校在計算機系統(tǒng)入門課程后面都開設(shè)了關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的課程，課程內(nèi)容基本上涵蓋了國內(nèi)數(shù)字邏輯電路和組成原理兩門課的所有內(nèi)容，基本上都要求學生用EDA方式設(shè)計相對完整流水線的CPU。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實踐的直接結(jié)果就是國內(nèi)缺乏擁有設(shè)計高性能CPU核的能力的人才，國內(nèi)絕大多數(shù)IC設(shè)計公司還是處于購買國外的CPU核開發(fā)SOC的階段。目前為止，僅有申威—某所、龍芯—計算所、飛騰—國防科大擁有自主設(shè)計的高性能CPU核。華為購買了ARM v8指令集授權(quán)后，計劃開發(fā)用于服務(wù)器的CPU，除高薪聘請歐美人才外，在國內(nèi)開出百萬年薪從國防科大招賢，計算所的畢業(yè)生更是被打包式招攬。而宏芯在與IBM合作后，也從計算所拉走了一個團隊，并曾高薪從龍芯挖人……這些現(xiàn)象一方面說明上述三家單位在技術(shù)上獲得了業(yè)界普遍認可，同時，這也表明僅有少數(shù)大學和科研院所具備培養(yǎng)計算機專業(yè)高素質(zhì)人才的能力。