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范东睿:从设计到产业,讲一个“完整的芯片故事”

来源:实事新闻头条 编辑:李丽 时间:2020-09-15

科技日报记者 崔 爽

很多人对于美国的“信息高速公路”计划并不陌生,可是你听说过“信息高铁”计划吗?

“为突破美国规划的‘信息高速公路’技术体系制约,中国科学院计算技术研究所(以下简称中科院计算所)提出了符合中国国情的‘信息高铁’计划。”日前接受科技日报记者采访时,中科院计算所高通量计算机研究中心主任、北京中科睿芯科技集团有限公司(以下简称中科睿芯)董事长范东睿兴致勃勃地说起这个大计划,“相比‘信息高速公路’,‘信息高铁’更强调数据处理的吞吐量(计算又快又多又稳)和服务保障(像高铁一样有保障地计算和网络)。而‘信息高铁’的核心属性就是高通量。”

目前,他们已完成高通量计算机原型系统研制,形成了从芯片、加速卡、一体机到数据中心的一整套高通量产品线。目前已在深度学习、高通量音视频处理等典型场景开展示范应用,未来将逐步拓展到更多行业场景中,让“信息高铁”技术在国民经济主战场发挥重要作用。

作为“信息高铁”计划的主要执行人之一,从芯片到加速卡再到数据中心,范东睿已经在这条路上走了20年。一切看起来都顺理成章,但他坦言“每一步都经历了要死的状态”,不过“做技术创新、把研究成果落地、创造实际价值的过程太有吸引力,你抑制不住那种冲动”。

换条路,跑到别人前面

研制我国最早期高处理性能众核芯片

在中科睿芯标志性的小白楼一楼,一进门展示墙上几枚镶嵌起来的芯片格外引人注目。从第一代芯片到第二代芯片,再到加速卡、服务器,体量变大,逻辑变复杂,产品也从产业链上游延伸到了下游,范东睿十几年的工作和心血都在这里了。

这也是中国芯片产业发展史的一组特写。2000年,范东睿和几个二十出头的年轻人刚到中科院计算所,给新生开会的李国杰院士说“咱们要做芯片,芯片会很牛”。“我们听得热血沸腾。散了会问李老师谁在做,老师说就你们做啊!但我们谁也不知道怎么做。”范东睿说,那时候高端芯片逻辑设计、物理设计,都是大家完全没接触过的新鲜事物。

学数学出身、从没接触过硬件的他,从最基础的芯片设计教科书学起。“中科院计算所给了我们非常好的平台,我2000年入学,2002年开始发表学术论文,还出国开会。”范东睿说,他第一次去日本参加CoolChips会议让他“明白了斤两”:“人家每个公司都能展示出创新性很强的芯片,从而共同支撑起了一个大的产业基础。虽然我们在国内做得很出色了,但跟别人比仍有明显的差距。”

那趟日本之行带给他的收获至今受用:“那次让我体会到两点不容易,一个是生态,生态基本决定一个芯片能不能用起来;另一个是设计,不能先设计再去找用户,必须根据应用场景来做创新设计,做需求驱动的设计。”

2005年前后,毕业留所的范东睿开始了众核芯片技术路线的研究,继而开展了高通量计算方向的工作,这个选择的价值在日后不断凸显。

高通量计算擅长“高并发”和“不规则运算”,可以在同等时间内处理更多请求,是不同于传统高性能计算的另一条技术路线。2009年,范东睿带领不到十人的科研小组研发的SmarCo-1(Godson-T)众核处理器成功流片,成为我国最早期的具备高处理性能的众核芯片,这款64核的高端众核处理器相当于“换了个创新性技术路线去处理新兴应用,就跑到别人前面了”。

2011年,在斯坦福大学举办的HotChips会议上,SmarCo-1与各芯片巨头的最新产品同台亮相,被计算机领域国际知名杂志 MICROPRPCESSOR REPORT 评选为“全球十大服务器处理器”设计之一,为中国在全球众核处理器结构研究领域赢得一席之地,它也是同期入选的唯一出自学术界的众核处理器芯片。

不让“故事”断片 

边做科研边做企业,让技术成果有用

“成果做到一定程度,就要把它用起来,这好像都写到中科院计算所的基因里了。”范东睿说,这是一条水到渠成的路,“一个年轻人进来,可能前10年都在玩命做基础性研究,但这毕竟是个应用科学,你研究再先进,文章发了几十篇,专利申请几十项,这个时候你说我的技术用不上,这个故事就不完整。”

但创业只是一个更复杂艰难的新故事的开篇。“完全的平衡是不可能的。”他这样形容一边做科研、一边做企业的生活。科学家进入商场,不适应在所难免,范东睿同样可以举出一堆例证,但“让技术有用”的诱惑太强,他渐渐找到适合自己的节奏。

“从个人兴趣出发,做产业能发现新机会,把新技术用上去,这个过程给我带来的愉悦感很强。”他说。

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