摘要:隨著中國(guó)信息技術(shù)飛速的發(fā)展,云計(jì)算、AI、5G等創(chuàng)新技術(shù)被更多地運(yùn)用到教育手段變革、教育資源共享之中。阿里云提出的“飛天加速計(jì)劃”也在后疫情時(shí)代,通過云力量幫助中國(guó)高校培養(yǎng)新一批創(chuàng)新人才。
五子棋是一種典型的兩人對(duì)弈的純策略型棋類游戲。在線五子棋游戲大廳內(nèi),一位網(wǎng)友正目不轉(zhuǎn)睛盯住屏幕,專心迎戰(zhàn)對(duì)方的每一步。屏幕那一端的對(duì)手不容小覷,速度和策略都透露出成熟和老道。如果他知道,對(duì)面這位用戶并不是一個(gè)真實(shí)的人,而AI五子棋,是否有信心一舉獲勝呢?
事實(shí)上,這個(gè)AI五子棋是復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院研究生課堂的學(xué)習(xí)成果。把五子棋算法做成一個(gè)軟硬件協(xié)同方案掛在阿里平頭哥無(wú)劍SoC平臺(tái),打造成一個(gè)五子棋“機(jī)器人”。
“這位同學(xué)通過我們的課程接觸了阿里無(wú)劍SoC平臺(tái)半年左右,便萌生出要做一款A(yù)I五子棋的想法。接下來(lái)的實(shí)現(xiàn)過程非?？烨冶认胂笾许樌?從想法到落地用了一個(gè)多月的時(shí)間就做了出來(lái)。最終完成的這個(gè)機(jī)器本身會(huì)下五子棋,可以接到電腦上進(jìn)行對(duì)弈,也可以接到網(wǎng)上和游戲玩家進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)?！?復(fù)旦大學(xué)韓軍老師如是說(shuō)。
自2006年留校任教以來(lái),韓軍教授了十余年《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》等課程,也是《嵌入式處理器與芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程主要設(shè)計(jì)者。
2020年底,國(guó)家批準(zhǔn)設(shè)立了集成電路科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科,同時(shí)推出產(chǎn)教融合的政策,指引全國(guó)高校通過創(chuàng)新方式培養(yǎng)集成電路產(chǎn)業(yè)所需要的創(chuàng)新人才。
韓軍借助阿里平頭哥RISC-V開源架構(gòu),正式在基礎(chǔ)理論環(huán)節(jié)基于RISC-V 指令集講授體系結(jié)構(gòu)與處理器設(shè)計(jì)原理,開啟了產(chǎn)教融合促進(jìn)教學(xué)改革的第一課。
01 復(fù)旦教改探索產(chǎn)教融合新模式 為集成電路產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)備人才
和ARM技術(shù)體系同源的RISC-V十年前誕生在加州大學(xué)伯克萊分校的校園里,不同于ARM架構(gòu)的收費(fèi)授權(quán)模式和X86架構(gòu)的封閉模式,RISC-V采用了開源模式。憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和開源的商業(yè)模式,RISC-V在十年內(nèi)甚至有可能成為CPU技術(shù)的主流方向。
中國(guó)工程院院士倪光南也曾呼吁行業(yè)積極擁抱RISC-V開源芯片新潮流,充分利用開源模式,協(xié)同世界開發(fā)者共同推進(jìn)開源RISC-V的發(fā)展。他強(qiáng)調(diào),我國(guó)可適當(dāng)聚焦RISC-V架構(gòu)發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè),抓住快速發(fā)展中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇,將芯片業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。長(zhǎng)三角是我國(guó)重要的芯片產(chǎn)業(yè)帶,聚集了很多芯片設(shè)計(jì)企業(yè),其中,就包括阿里的平頭哥。
“我們的初衷是要緊跟產(chǎn)業(yè)前沿,為產(chǎn)業(yè)急需的CPU、SoC設(shè)計(jì)這方面建設(shè)高水平的課程、教材體系,助力產(chǎn)業(yè)人才的儲(chǔ)備,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)能更快更高水平的發(fā)展。”韓軍說(shuō)。
“作為行業(yè)龍頭,阿里可以有效牽引高校的研究和教學(xué),阿里有很多開源項(xiàng)目,例如開源玄鐵,對(duì)產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人非常大的幫助。同時(shí),阿里云平臺(tái)和系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)資源,對(duì)教學(xué)環(huán)境的改善、教學(xué)手段的提升都有很大的幫助?！表n軍進(jìn)一步分享。
02 賦能高校課程改革 阿里云將實(shí)踐資源帶進(jìn)課堂
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、CPU設(shè)計(jì)等課程中理論多一些,而實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較少。隨著阿里平頭哥開源了玄鐵系列的處理器以及無(wú)劍的SoC平臺(tái),高校課堂終于迎來(lái)了這些非常好的教學(xué)資源。
“有了平頭哥,我們終于有機(jī)會(huì)把課堂中所欠缺的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐這部分建設(shè)起來(lái),學(xué)生就可以真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,這對(duì)他們知識(shí)體系的掌握非常有幫助?！表n軍一語(yǔ)中的在阿里平頭哥無(wú)劍SoC平臺(tái)搭建的基礎(chǔ)環(huán)境上,開發(fā)者可自定義各種功能和方案,上手很快。當(dāng)教師快速教會(huì)學(xué)生如何搭建SoC平臺(tái)后,學(xué)生可以自由發(fā)揮想象力,開啟軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、掛載IP,以及面向應(yīng)用去實(shí)現(xiàn)自主開發(fā)。
回到本文開篇的AI五子棋的故事,這位同學(xué)基于以前接觸過的五子棋的一些算法,進(jìn)一步把它做成一個(gè)硬件,變成一個(gè)IP并掛在無(wú)劍平臺(tái)上,從而讓它變成一個(gè)智能機(jī)器,最終實(shí)現(xiàn)了像真人一樣下五子棋的功能。因此,結(jié)合了個(gè)人的經(jīng)歷和知識(shí)結(jié)構(gòu),加上阿里提供的技術(shù)環(huán)境,就有了五子棋這個(gè)項(xiàng)目的最終落地。
“我覺得平頭哥提供無(wú)劍這個(gè)平臺(tái),對(duì)我們有著很重要的意義。因?yàn)槿绻麤]有提供這個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ),基本部分沒有提供,往上的創(chuàng)新是很難的。此外,學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐,確實(shí)可以掌握通過無(wú)劍平臺(tái)的學(xué)習(xí),硬件IP的集成和控制方式,以及SoC的軟硬件協(xié)同的工作方式?！表n軍表示。
課程效果和學(xué)生反饋?zhàn)屗錆M信心?！昂蛡鹘y(tǒng)的看書、做作業(yè)、上課考試相比,我們?cè)黾恿藢?shí)踐和實(shí)驗(yàn)的過程。在有具體的實(shí)操之后,學(xué)生的課程參與度提高了,學(xué)習(xí)興趣也提升了。此外,實(shí)踐之后會(huì)產(chǎn)生新的問題,因此跟老師交互增多,引發(fā)進(jìn)一步深入研究。此外,更有的同學(xué)把這個(gè)經(jīng)驗(yàn)帶到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和競(jìng)賽中去,帶著新的思路和想法去施展拳腳?！?/p>
03 學(xué)生從平臺(tái)學(xué)習(xí)者到平臺(tái)貢獻(xiàn)者 教師從單一教學(xué)到教師間的齊頭并進(jìn)
韓軍介紹,原本校內(nèi)的教學(xué)是由老師根據(jù)自己能找到的資源去覆蓋為數(shù)不多的學(xué)生。一方面,需要老師自己想辦法去配置;另一方面,課程的標(biāo)準(zhǔn)化和通用水平是較低的。后來(lái)通過在云上部署,課程實(shí)現(xiàn)了很大程度的標(biāo)準(zhǔn)化,資源的配置過程也更為方便。
課程的覆蓋面也從單個(gè)學(xué)校、單個(gè)班級(jí)的教學(xué),到跨地區(qū)、跨領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)?！皬拈L(zhǎng)三角到全國(guó)高校,甚至是行業(yè)學(xué)習(xí)這方面的工程師都可以去運(yùn)用,所以平臺(tái)的建設(shè)是非常重要的。正好阿里有云的資源,那么我們就一起來(lái)建設(shè),把我們開發(fā)的一些實(shí)驗(yàn)都部署上去,這樣阿里的工程師和我們的研究生都一起進(jìn)行交互和優(yōu)化?！表n軍進(jìn)一步補(bǔ)充道。
在對(duì)玄鐵C910仿真的SMART平臺(tái)的運(yùn)用上,復(fù)旦的研究生和阿里云工程師一起,首先在云平臺(tái)上把SMART仿真環(huán)境搭建起來(lái),然后會(huì)進(jìn)一步設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)、典型的程序和案例。比如,將人工智能程序在SMART平臺(tái)上跑出來(lái),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析。這樣,就形成了一個(gè)鮮活的教學(xué)案例,讓學(xué)生親自全程跑完這個(gè)實(shí)驗(yàn),對(duì)這個(gè)體系結(jié)構(gòu)的知識(shí)自然就有了一個(gè)非常具體的展示,并針對(duì)原本抽象的知識(shí)點(diǎn)和技能獲得了可視化和具象的了解。
“總體而言,SMART依靠阿里平頭哥提供的基礎(chǔ),我們才能在上面做實(shí)驗(yàn)、開發(fā)一些案例,并在云上部署,整個(gè)形成良性循環(huán)。”韓軍對(duì)該平臺(tái)的重要性給予了充分的肯定。
創(chuàng)新人才的培養(yǎng),人才出口和人才發(fā)展是重要的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。一直以來(lái),因?yàn)楫a(chǎn)和學(xué)之間的脫節(jié),學(xué)生進(jìn)入企業(yè)之后需要以新人身份歷經(jīng)較長(zhǎng)周期的培訓(xùn)才能夠上崗,對(duì)個(gè)人職業(yè)發(fā)展不是很有利,業(yè)內(nèi)將這種現(xiàn)象稱作“兩張皮”現(xiàn)象。
而加入阿里云“飛天加速計(jì)劃”后,韓軍的學(xué)生們臨近畢業(yè)就變得非常搶手,也有的直接就去了阿里平頭哥,入職就可以直接開展工作,不需要專門進(jìn)行入門培訓(xùn)。韓軍介紹,大多數(shù)同學(xué)都可以順利入職互聯(lián)網(wǎng)和芯片產(chǎn)業(yè)頭部公司,并快速成為業(yè)務(wù)骨干。
韓軍所在的微電子學(xué)院也成功申報(bào)復(fù)旦大學(xué)和上海市教學(xué)成果獎(jiǎng),據(jù)悉,《嵌入式處理器與芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)》這門具有產(chǎn)教融合特色的課程是其中的重要模塊之一,發(fā)揮了關(guān)鍵支撐作用。借助阿里云“飛天加速計(jì)劃”的契機(jī),本次復(fù)旦大學(xué)與阿里產(chǎn)教融合實(shí)踐順利開花結(jié)果。
關(guān)于“飛天加速計(jì)劃”:
“飛天加速計(jì)劃”是阿里云2020年推出的項(xiàng)目,通過為全國(guó)高校師生、開發(fā)者提供免費(fèi)ECS算力資源,以加速云計(jì)算的校園普及,助力培養(yǎng)數(shù)字新基建人才。“飛天加速計(jì)劃”自發(fā)布以來(lái),已累計(jì)輸出6.4億小時(shí)免費(fèi)ECS算力,2200所高校十萬(wàn)余名師生因此認(rèn)識(shí)了云計(jì)算,并且借助云的力量便捷地使用計(jì)算資源開發(fā)自己的應(yīng)用,搭建“小而美”的云上世界,同時(shí)成就自我。
2021年,阿里云持續(xù)加碼,推出“飛天加速計(jì)劃2.0”,致力于在3年內(nèi)提供價(jià)值15億元的資源扶持,助力開發(fā)者應(yīng)用創(chuàng)新,助力開發(fā)者全生命周期成長(zhǎng),培育數(shù)字時(shí)代的創(chuàng)新人才。https://developer.aliyun.com/plan/articles
