龍芯將兩款CPU核開(kāi)源 助計(jì)算機(jī)教育從“用”向“造”突破

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)課程缺乏系統(tǒng)性和深度

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)各課程大多獨(dú)立設(shè)計(jì)和實(shí)施，各門(mén)課程獨(dú)立規(guī)劃、知識(shí)冗余及銜接脫節(jié)。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，難以分隔，若要真正掌握知識(shí)，就必須把所有知識(shí)點(diǎn)融匯貫通。

　　袁春風(fēng)教授在其文章中提到，在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校開(kāi)設(shè)的課程中，很難找到可以與上述四所美國(guó)學(xué)校相提并論的有足夠份量的關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的入門(mén)課程……國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高?；旧蟽H是硬件概述，既不會(huì)與高級(jí)語(yǔ)言編程建立關(guān)聯(lián)，也沒(méi)有講清楚CPU與操作系統(tǒng)的關(guān)系，對(duì)于與編譯相關(guān)的知識(shí)也甚少提及，在硬件設(shè)計(jì)方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到加州大學(xué)伯克利分校CS 61C課程的深度。

　　某種程度上，目前國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)入門(mén)或?qū)д撝?lèi)的課程，內(nèi)容廣而不深，什么都講一點(diǎn)，什么都講不透。而且在現(xiàn)今的教學(xué)體系中，前后課程知識(shí)不能有效整合與銜接，課程間知識(shí)的重復(fù)比較嚴(yán)重，這些因素使得學(xué)生難以系統(tǒng)地理解課程知識(shí)體系。

　　此外，國(guó)內(nèi)大多數(shù)學(xué)校的教學(xué)課程基本上還是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)理念，沒(méi)能與時(shí)俱進(jìn)，不像美國(guó)那樣，可以讓學(xué)生真正了解如何用硬件描述語(yǔ)言通過(guò)FPGA來(lái)設(shè)計(jì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。因此，中國(guó)的計(jì)算機(jī)組成原理課程相對(duì)于與美國(guó)的計(jì)算機(jī)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(yuǎn)。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實(shí)踐

　　在《面向高校系統(tǒng)能力培養(yǎng)的龍芯CPU開(kāi)源計(jì)劃》中提到，在現(xiàn)今的教學(xué)體系中，更多的是原理性、分析式教學(xué)方法，缺乏工程性、綜合式教學(xué)方法。課程教學(xué)往往突出原理性知識(shí)的傳授，注重是什么，有什么，教學(xué)方式趨于死記硬背，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的諸多概念，對(duì)于學(xué)生教學(xué)而言仍然停留在概念階段。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，涉及底層的軟硬件基礎(chǔ)架構(gòu)，加上往往沒(méi)有講授一套有效的工程性構(gòu)建方法，學(xué)生雖然知道基本概念，卻通常無(wú)法進(jìn)行實(shí)踐，基本不具備動(dòng)手能力。

　　另外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通常不會(huì)涉及較大的工程工作量，而是若干規(guī)模相對(duì)較小的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，比如做一些簡(jiǎn)單的CPU指令設(shè)計(jì)，但卻沒(méi)有能力和配套充足的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)去進(jìn)行一個(gè)全系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐。在缺乏足夠的工程工作量的情況下，使得復(fù)雜系統(tǒng)中存在的較為深刻的問(wèn)題難以暴露，并導(dǎo)致學(xué)生雖然經(jīng)過(guò)了訓(xùn)練，但卻因訓(xùn)練強(qiáng)度不足，不能對(duì)系統(tǒng)有較為深刻的認(rèn)識(shí)，無(wú)法接觸到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的很多經(jīng)典概念，也就無(wú)法完成具有工程規(guī)模的系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)。

　　相比之下，美國(guó)麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校等四所學(xué)校在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)入門(mén)課程后面都開(kāi)設(shè)了關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程，課程內(nèi)容基本上涵蓋了國(guó)內(nèi)數(shù)字邏輯電路和組成原理兩門(mén)課的所有內(nèi)容，基本上都要求學(xué)生用EDA方式設(shè)計(jì)相對(duì)完整流水線(xiàn)的CPU。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實(shí)踐的直接結(jié)果就是國(guó)內(nèi)缺乏擁有設(shè)計(jì)高性能CPU核的能力的人才，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)IC設(shè)計(jì)公司還是處于購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的CPU核開(kāi)發(fā)SOC的階段。目前為止，僅有申威—某所、龍芯—計(jì)算所、飛騰—國(guó)防科大擁有自主設(shè)計(jì)的高性能CPU核。華為購(gòu)買(mǎi)了ARM v8指令集授權(quán)后，計(jì)劃開(kāi)發(fā)用于服務(wù)器的CPU，除高薪聘請(qǐng)歐美人才外，在國(guó)內(nèi)開(kāi)出百萬(wàn)年薪從國(guó)防科大招賢，計(jì)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(jì)算所拉走了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，并曾高薪從龍芯挖人……這些現(xiàn)象一方面說(shuō)明上述三家單位在技術(shù)上獲得了業(yè)界普遍認(rèn)可，同時(shí)，這也表明僅有少數(shù)大學(xué)和科研院所具備培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)人才的能力。