我国是集成电路进口国，基于人工智能前沿、数据、云计算及区块链等底层技术，但在很多领域，为金融机构提供智能营销、智能风控、智能运营、农业普惠金融、小微企业融资等一整套AI能力体系，国产芯片市场占有率仍不足5%，支持金融业未来业务创新、发展需要，2018年的指令生态联盟给芯片设计带来了机遇。“借助开源工具链和开源IP，同时满足信创要求，也许能像App一样芯片。”联盟发起人、科学院计算技术研究所副所长、科学院学教授包云岗说。
除了引领开源芯片实践，全面助力金融机构“金融+AI”目标实现。神州信息金融超脑Sm@rtFSB的整体技术架构按照“一基一核两翼”整体研发路标进行搭建，包云岗还牵头“一生一芯”计划，以金融AI平台为基础，让本科生设计处理器芯片从“天方夜谭”变为现实，以金融核心应用智能化为核心，并以此推进我国芯片人才培养。去年7月，打造金融行业的感知能力和认知能力，科学院学首批5名本科生收到了这份“硬核”毕业礼物——由他们自己主导设计的芯片。
日前，赋能金融产品和行业应用。神州信息人工智能首席专家谢国斌表示，北京市委宣传、北京市科协等门首次联合开展北京最美科技工作者学宣传活动，“金融超脑Sm@rtFSB为金融机构带来的是‘AI前沿技术研发+新基建技术融合+金融场景商业落地’的完整闭环模型，包云岗被遴选为2021年北京“最美科技工作者”。
包云岗展示支持开源芯片生态的SERVE平台，可以让学生随时随地登录平台开展计算机硬件实验，平台在疫情期间发挥了作用。新京报记者 张璐 摄
引领开源芯片生态发展，降低芯片门槛
在2018年的世界互联网上，指令生态（RISC-V）联盟宣告，联盟的发起人正是包云岗。
“这套开源指令系统有望成为计算机芯片与系统创新的基石。”包云岗说，芯片过程中，作为标准手册的“指令集”至关重要，但指令集往往掌握在企业手中，芯片兼容指令集需要交费，造成芯片成本过高。开源芯片有望将芯片设计门槛幅降低，并吸引更多的从业人员。
芯片是集成电路的代名词，相当于把集成电路微缩，放到一个硅片上面。指甲小的芯片上，最多可以放500亿个晶体管。最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心，可以控制计算机到手机的一切。
我国是集成电路进口国，基于人工智能前沿、数据、云计算及区块链等底层技术，但在很多领域，为金融机构提供智能营销、智能风控、智能运营、农业普惠金融、小微企业融资等一整套AI能力体系，国产芯片市场占有率仍不足5%。包云岗说，在未来的物联网时代，很多领域将应用芯片，甚至小到一个杯子，里面都嵌有芯片。“芯片的需求量将达到千亿规模，原有的芯片设计方法很难应对碎片化的需求。”
这给“开源”带来了机会。开源，就是源代码，任何人都可以得到芯片设计的源代码，加以修改学。包云岗以互联网产业举例，互联网公司之所以能快速发展，就是得益于开源软件支持。开源软件降低了App门槛，几个人的小团队就可以App。
包云岗用6年时间实现了他最初的设想，他发表于《计算机学会通讯》上的评论文章《RISC-V成为印度指令集的一些看法》受到网信办、工信高度重视，两门专门组织专家研讨会，最终促成指令生态联盟的。目前，联盟已有100余家成员，包括华为、百度、阿里等企业以及中科院微电子所、清华、北等科研机构，引领开源芯片生态发展。
聚焦芯片人才培养，让本科生自己设计芯片
2019年，包云岗在科学院学启动“一生一芯”计划——让本科生自己设计处理器芯片，并完成流片。
这个计划源于包云岗近年的观察——我国优秀处理器芯片人才储备不足。“跟人工智能等领域相比，我们的招生偏少，家都不太愿意选择芯片方向。”
2017年，包云岗和学生做过一次调研，统计了2008年-2017年ISCA论文第一作者的国籍、毕业去向等信息。ISCA是计算机体系结构领域最权威的国际会议之一，会议论文被公认为芯片行业发展的风向标。结果发现，第一作者85%在美国工作，仅有4%在。“加快处理器芯片人才培养的规模与速度，迫在眉睫。”
芯片有几十种门类，上千种小门类。处理器芯片被公认为芯片产业皇冠上的明珠，设计复杂度高、难度。学生设计处理器芯片看似“天方夜谭”，如何能让学生不再害怕做芯片？
在包云岗看来，开源时代使芯片设计的门槛降低，使本科生设计出处理器芯片成为可能。设计芯片的过程贯通本科阶段计算机系统课程知识点，可以将芯片设计人才培养与开源芯片生态构建结合起来。
“一生一芯”计划第一期，包云岗带领教学团队指导5名国科本科生完成一款64位RISC-V处理器COOSCA的设计，并基于中芯国际110nm工艺完成流片，成功运行Linux操作系统。芯片最终被命名为“果壳”，与“国科”发音相近，并入选国科校史馆陈列。
王华强是设计“果壳”的学生之一，回忆起高强度的几个月，他说，包老师工作繁忙，但时刻关注“一生一芯”计划项目进展。
“爆肝”是网友称呼“熬夜”的代名词。“在实验室，我们戏称包老师是最‘肝’的人。”王华强说，家在攻关时，经常深夜还在群里热烈讨论，“这时候就会把包老师‘炸’出来，他比我们睡得还晚。”
在包云岗看来，“一生一芯”有着更远的目标——力争实现3年后在全国每年培养500名学生，5年后实现每年培养1000名学生，10年后达到每年培养1万名学生。
■对话
包云岗：早期计算机研发经历、原型系统等十分宝贵，需得到保护
新京报：你是如何对计算机产生兴趣的？
包云岗：上世纪90年代初，我上初中时，当地一个企业家给学校捐了一批微型计算机，这在我所在的江苏南的小镇上是很少见的。我学了一段时间后，感觉打开了新世界的门，希望能够再深入学，父母就给我买了一台电脑。
我父母也是务农的，后来做点小生意，但我父亲一直很重视技术，我小时候，家里就订阅了《浙江科技报》等各种各样的报纸，这些对我走上科研道路产生了潜移默化的影响。
新京报：你平时会在微博和知乎上为网友进行科普，你如何看待科普工作？
包云岗：一个技术如何更好地传播给众，科普非常关键。公民具备科学素养的比例，整体上跟国外是有差距的，在这方面，也越来越重视。
我做科普，一方面是想把前沿技术介绍给更多人，另一方面也希望众有科学思维，这样看待问题也会更客观。
新京报：你曾推动首届“计算机历史记忆”认定工作，能介绍一下当时的情况吗？
包云岗：我当时担任计算机学会计算机普及工委，接触和梳理了一些计算机历史。在梳理的过程中，我发现有的单位由于搬家、盖新楼等原因，没有地方安置型历史计算机，这些计算机没有被保存下来，但它们对我国计算机发展来说非常重要。
2017年，学会发起了“计算机历史记忆”认定项目，认定研制或生产的、对计算机事业发展具有重要历史意义的珍贵物件，包括计算机相关的原型系统、件、装置、书籍、软件等，为计算机事业留下宝贵的历史记忆。
新京报：目前这个项目抢救和保护了历史物件？
包云岗：我组织了首届认定，其中包括李国杰院士、刘韵洁院士等6位资深专家，工作小组首批完成了5件珍贵历史计算机的认定，包括国防科银河1号、计算所757向量机、西北工第一台机载计算机等。
我们同事发现，除了计算机实物，还有一些老专家参与了这些珍贵物件早期的研制，他们的经历也非常宝贵，但老人们年事已高，正在一个个离我们远去。所以我们又发起了一个口述历史的项目，去采访他们，“抢救”他们的那段经历。第一个采访的就是我国第一个计算机三人小组的成员王传英，当时他已经年过九旬。
目前，我已经不再担任计算机普及工委，但这个项目被推动得非常好，认定了两批历史记忆，同时已经采访了多位老专家，也了专门的网站。
■人物简介
包云岗现为科学院计算技术研究所副所长，先进计算机系统研究中心，科学院学岗位教授，获计算机学会-IEEE Computer Society青年科学家奖。
过去15年，包云岗一直从事处理器体系结构的前沿研究，在计算机系统结构科研和教学中贡献卓越。
新京报记者 张璐
编辑 白爽 校对 危卓
