摘要:隨著中國信息技術飛速的發展,云計算、AI、5G等創新技術被更多地運用到教育手段變革、教育資源共享之中。阿里云提出的“飛天加速計劃”也在后疫情時代,通過云力量幫助中國高校培養新一批創新人才。
五子棋是一種典型的兩人對弈的純策略型棋類游戲。在線五子棋游戲大廳內,一位網友正目不轉睛盯住屏幕,專心迎戰對方的每一步。屏幕那一端的對手不容小覷,速度和策略都透露出成熟和老道。如果他知道,對面這位用戶并不是一個真實的人,而AI五子棋,是否有信心一舉獲勝呢?
事實上,這個AI五子棋是復旦大學微電子學院研究生課堂的學習成果。把五子棋算法做成一個軟硬件協同方案掛在阿里平頭哥無劍SoC平臺,打造成一個五子棋“機器人”。
“這位同學通過我們的課程接觸了阿里無劍SoC平臺半年左右,便萌生出要做一款AI五子棋的想法。接下來的實現過程非?？烨冶认胂笾许樌?從想法到落地用了一個多月的時間就做了出來。最終完成的這個機器本身會下五子棋,可以接到電腦上進行對弈,也可以接到網上和游戲玩家進行對戰?！?復旦大學韓軍老師如是說。
自2006年留校任教以來,韓軍教授了十余年《計算機體系結構》等課程,也是《嵌入式處理器與芯片系統設計》課程主要設計者。
2020年底,國家批準設立了集成電路科學與工程一級學科,同時推出產教融合的政策,指引全國高校通過創新方式培養集成電路產業所需要的創新人才。
韓軍借助阿里平頭哥RISC-V開源架構,正式在基礎理論環節基于RISC-V 指令集講授體系結構與處理器設計原理,開啟了產教融合促進教學改革的第一課。
01 復旦教改探索產教融合新模式 為集成電路產業儲備人才
和ARM技術體系同源的RISC-V十年前誕生在加州大學伯克萊分校的校園里,不同于ARM架構的收費授權模式和X86架構的封閉模式,RISC-V采用了開源模式。憑借其技術優勢和開源的商業模式,RISC-V在十年內甚至有可能成為CPU技術的主流方向。
中國工程院院士倪光南也曾呼吁行業積極擁抱RISC-V開源芯片新潮流,充分利用開源模式,協同世界開發者共同推進開源RISC-V的發展。他強調,我國可適當聚焦RISC-V架構發展芯片產業,抓住快速發展中國芯片產業的機遇,將芯片業發展主動權牢牢掌握在自己手中。長三角是我國重要的芯片產業帶,聚集了很多芯片設計企業,其中,就包括阿里的平頭哥。
“我們的初衷是要緊跟產業前沿,為產業急需的CPU、SoC設計這方面建設高水平的課程、教材體系,助力產業人才的儲備,促進產業能更快更高水平的發展?！表n軍說。
“作為行業龍頭,阿里可以有效牽引高校的研究和教學,阿里有很多開源項目,例如開源玄鐵,對產學合作協同育人非常大的幫助。同時,阿里云平臺和系統等網絡資源,對教學環境的改善、教學手段的提升都有很大的幫助?！表n軍進一步分享。
02 賦能高校課程改革 阿里云將實踐資源帶進課堂
傳統的計算機體系結構、CPU設計等課程中理論多一些,而實踐和實驗相對比較少。隨著阿里平頭哥開源了玄鐵系列的處理器以及無劍的SoC平臺,高校課堂終于迎來了這些非常好的教學資源。
“有了平頭哥,我們終于有機會把課堂中所欠缺的實驗和實踐這部分建設起來,學生就可以真正做到理論聯系實際,這對他們知識體系的掌握非常有幫助?！表n軍一語中的在阿里平頭哥無劍SoC平臺搭建的基礎環境上,開發者可自定義各種功能和方案,上手很快。當教師快速教會學生如何搭建SoC平臺后,學生可以自由發揮想象力,開啟軟硬件協同設計、掛載IP,以及面向應用去實現自主開發。
回到本文開篇的AI五子棋的故事,這位同學基于以前接觸過的五子棋的一些算法,進一步把它做成一個硬件,變成一個IP并掛在無劍平臺上,從而讓它變成一個智能機器,最終實現了像真人一樣下五子棋的功能。因此,結合了個人的經歷和知識結構,加上阿里提供的技術環境,就有了五子棋這個項目的最終落地。
“我覺得平頭哥提供無劍這個平臺,對我們有著很重要的意義。因為如果沒有提供這個平臺基礎,基本部分沒有提供,往上的創新是很難的。此外,學生通過動手實踐,確實可以掌握通過無劍平臺的學習,硬件IP的集成和控制方式,以及SoC的軟硬件協同的工作方式?！表n軍表示。
課程效果和學生反饋讓他充滿信心?！昂蛡鹘y的看書、做作業、上課考試相比,我們增加了實踐和實驗的過程。在有具體的實操之后,學生的課程參與度提高了,學習興趣也提升了。此外,實踐之后會產生新的問題,因此跟老師交互增多,引發進一步深入研究。此外,更有的同學把這個經驗帶到創新創業大賽和競賽中去,帶著新的思路和想法去施展拳腳?！?/p>
03 學生從平臺學習者到平臺貢獻者 教師從單一教學到教師間的齊頭并進
韓軍介紹,原本校內的教學是由老師根據自己能找到的資源去覆蓋為數不多的學生。一方面,需要老師自己想辦法去配置;另一方面,課程的標準化和通用水平是較低的。后來通過在云上部署,課程實現了很大程度的標準化,資源的配置過程也更為方便。
課程的覆蓋面也從單個學校、單個班級的教學,到跨地區、跨領域的產業人才培養?！皬拈L三角到全國高校,甚至是行業學習這方面的工程師都可以去運用,所以平臺的建設是非常重要的。正好阿里有云的資源,那么我們就一起來建設,把我們開發的一些實驗都部署上去,這樣阿里的工程師和我們的研究生都一起進行交互和優化?！表n軍進一步補充道。
在對玄鐵C910仿真的SMART平臺的運用上,復旦的研究生和阿里云工程師一起,首先在云平臺上把SMART仿真環境搭建起來,然后會進一步設計一些實驗、典型的程序和案例。比如,將人工智能程序在SMART平臺上跑出來,并根據實驗結果進行進一步分析。這樣,就形成了一個鮮活的教學案例,讓學生親自全程跑完這個實驗,對這個體系結構的知識自然就有了一個非常具體的展示,并針對原本抽象的知識點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,我們才能在上面做實驗、開發一些案例,并在云上部署,整個形成良性循環?！表n軍對該平臺的重要性給予了充分的肯定。
創新人才的培養,人才出口和人才發展是重要的檢驗標準。一直以來,因為產和學之間的脫節,學生進入企業之后需要以新人身份歷經較長周期的培訓才能夠上崗,對個人職業發展不是很有利,業內將這種現象稱作“兩張皮”現象。
而加入阿里云“飛天加速計劃”后,韓軍的學生們臨近畢業就變得非常搶手,也有的直接就去了阿里平頭哥,入職就可以直接開展工作,不需要專門進行入門培訓。韓軍介紹,大多數同學都可以順利入職互聯網和芯片產業頭部公司,并快速成為業務骨干。
韓軍所在的微電子學院也成功申報復旦大學和上海市教學成果獎,據悉,《嵌入式處理器與芯片系統設計》這門具有產教融合特色的課程是其中的重要模塊之一,發揮了關鍵支撐作用。借助阿里云“飛天加速計劃”的契機,本次復旦大學與阿里產教融合實踐順利開花結果。
關于“飛天加速計劃”:
“飛天加速計劃”是阿里云2020年推出的項目,通過為全國高校師生、開發者提供免費ECS算力資源,以加速云計算的校園普及,助力培養數字新基建人才?！帮w天加速計劃”自發布以來,已累計輸出6.4億小時免費ECS算力,2200所高校十萬余名師生因此認識了云計算,并且借助云的力量便捷地使用計算資源開發自己的應用,搭建“小而美”的云上世界,同時成就自我。
2021年,阿里云持續加碼,推出“飛天加速計劃2.0”,致力于在3年內提供價值15億元的資源扶持,助力開發者應用創新,助力開發者全生命周期成長,培育數字時代的創新人才。https://developer.aliyun.com/plan/articles
