——记处理器芯片全国重点实验室

处理器芯片科技是一个涉及基础研究、技术突破和产业应用等多个方面的复杂体系：以集成电路制造工艺为基础，以海量的工程师资源为投入，以生态为产学研用循环的载体，基于集成电路设计自动化工具、处理器开发平台、系统软件等基线工具，根据信息应用的速度、能效、成本等具体需求，连续不断地衍生、发展出以通用处理器为代表的，覆盖云、边、端、网、智等场景的种类繁多的处理器芯片产品。

院士领衔建设精英队伍

处理器芯片全国重点实验室（以下简称“实验室”）依托中国科学院计算技术研究所建设，由3名院士领衔，在原计算机体系结构国家重点实验室的基础上实质性优化组建。它是中国科学院批准正式启动建设的首批重点实验室之一，并被科技部遴选为首批20个标杆全国重点实验室之一（2022年5月25日正式启动建设）。

实验室定位为处理器芯片领域的前沿技术研究。实验室立足于国际学科发展前沿，聚焦后摩尔时代制约处理器芯片发展的工艺微缩放缓、设计空间爆炸、应用生态碎片化三大挑战背后的核心科技问题（能效墙、设计墙和指令集墙），发展相应的基线工具平台（开放跨层优化集成电路设计自动化、开源智能设计平台、跨平台统一系统软件栈），基于上述基础，研制国际先进的系列化核心处理器芯片，有效支撑端边云网智等主流应用场景。

目前，实验室形成了五大研究方向。

——微体系结构研究。突破自主指令集架构、领域专用架构、内存控制器、互联及封装等关键技术，研制全面覆盖主流应用场景的通用处理器、智能处理器、通信处理器、数据处理器、物端处理器等新体系处理器芯片。

——处理器/集成电路设计自动化研究。围绕通用性-能效关系理论，突破算法-架构-工艺跨层优化、智能自动化设计、高性能功能仿真、高质量设计综合、高可靠验证测试等关键技术，研制支持跨层优化的处理器前端集成电路设计自动化工具链，提升新体系处理器芯片能效。

——处理器设计方法研究。围绕设计智能化理论，突破智能化设计方法、容错与可靠性设计、开源智能开发平台等关键技术，研制数千人协作的开源智能开发平台，提升新体系处理器芯片开发效率。

——系统软件研究。围绕融合指令集结构理论，突破跨平台虚拟机技术、融合性指令集系统、统一编程语言等关键技术，研制跨平台统一系统软件栈，扩展新体系处理器芯片的生态。

——新原理处理器研究。为探索超越摩尔定律的有效途径，开展光处理器、集成电路设计自动化处理器、超导处理器、量子处理器、类脑处理器等相关研究，实现面向特定应用的性能和能效的指数级增长及安全性保障。

在这些研究领域，实验室将实质化整合国内处理器创新的产学研优势力量，以中国科学院计算技术研究所和中国科学院大学160余名固定研究人员（院士3人、国家杰青6人、万人领军2人、正高46人、副高58人）为基础进行建设，并吸纳来自国内处理器芯片优势企业的流动工程人员和来自国内一流高校的研究生，形成精英队伍，使实验室不断发展壮大。

产学研结合引领行业向前

实验室的前身（计算机体系结构国家重点实验室）自2019年起，在科技部、发改委和中国科学院先导多个专项的支持下建设了处理器基础研究一体化平台，是国内科研机构规模最大、功能最齐全的处理器基础研究平台之一。此平台有力保障了多项国家级重点项目的顺利开展。

实验室旨在解决处理器芯片发展的核心问题，完整构建体系化处理器体系结构理论、技术和基线工具。在此基础上，以实验室为核心，通过构建融通圈、协作圈和牵引圈，层次化带动我国处理器芯片的产学研优势力量，推动打通国产处理器芯片的产学研创新链条。

在基础研究方面，实验室在处理器芯片领域国际顶级会议发表论文的数量列居国内第一、国际前二十，在国际上成功开创了深度学习处理器等热门研究方向，研究成果被近5年国际计算机系统结构年会中近20%的论文引用。

在技术突破方面，实验室多次实现了我国处理器领域零的突破，包括我国首款高性能通用处理器芯片“龙芯1号”，国际首款深度学习处理器芯片“寒武纪1号”等，获得了处理器芯片领域首个国家自然科学奖等6项国家级科技奖励。

在产业孵化方面，实验室孵化了总市值超过千亿元的国产处理器产业头部企业（龙芯中科、中科寒武纪、中科海光、中科晶上、中科睿芯、中科物栖、中科驭数等），成果技术转移收益上亿元。

如今，实验室已是处理器体系结构领域国内领先、国际一流的研究机构，是我国处理器基础研究、技术突破和产业应用三方面的领头、源头和龙头。

2023年4月11日，在启动建设近一周年之际，因与华为在异构编译领域的杰出合作，实验室的编译与编程室团队荣获2022年度华为计算产品线最佳技术合作奖。相关研究团队通过昇腾访存模型创新、突破编译器自动流水编排等关键技术，大幅提升了昇腾算子开发易用性和效率，使得开发量降低70%，开发难度降低50%，解决了客户开发算子的痛点，并积极布局了关键领域的高价值专利。

未来，实验室将赓续创新，为中国芯的崛起建功不辍！

（责编：王芳）