Новая лаборатория будет создана на базе Института микроприборов и систем управления имени Л.Н. Преснухина НИУ МИЭТ. Лаборатория станет площадкой для совместных разработок молодых специалистов и ведущих индустриальных заказчиков, а результаты ее работы будут содействовать продвижению в сторону обеспечения технологической независимости страны в части проектирования и производства энергоэффективных систем на кристалле.
Команда проекта формируется из научных сотрудников и инженеров, а также выпускников НИУ МИЭТ. Руководителем назначен ведущий инженер и старший преподаватель Института МПСУ Александр Силантьев, а научным руководителем – директор Института МПСУ, доктор технических наук, доцент Алексей Переверзев.
Индустриальными партнерами лаборатории выступают компании YADRO, АО «Микрон» и ООО «НМ-Тех».
Научная деятельность лаборатории
На базе лаборатории будут разрабатываться новые цифровые сложно-функциональные блоки и энергоэффективные системы на кристалле для периферийных вычислений, в том числе с аппаратным ускорением нейросетевых алгоритмов. Разработка будет происходить в плотном взаимодействии с инженерами компании YADRO Microprocessors в рамках совместных образовательных программ. Руководители считают, что благодаря совместным усилиям в лаборатории удастся решить задачи в области оптимизации вычислительных ядер на базе архитектуры RISC-V и проработать подходы к расширению системы команд. «Совсем недавно первая группа студентов приступила к учебе по программе современной разработки сложно-функциональных систем на кристалле, которую мы запустили совместно с НИУ МИЭТ в дополнение к основной магистратуре вуза, – говорит Евгений Максимов, директор по развитию экосистемы и образовательных инициатив YADRO. – Создаваемая лаборатория – логичный следующий шаг, так как настоящий образовательный процесс неотделим от практики: уникальная возможность физически воплотить спроектированное в лаборатории позволяет студентам значительно продвинуться от теоретических знаний к реально работающим решениям».
Сотрудники лаборатории будут искать новые решения, обладающие повышенными характеристиками относительно существующих аналогов для последующего трансфера полученных результатов на промышленные предприятия и их внедрения в серийно выпускаемую продукцию. «Нужно понимать, что не каждое из запущенных поисковых исследований станет основой коммерчески успешного продукта, но совершенно точно послужит мостиком к новым востребованным разработкам. Кроме того, развитие экосистемы архитектурных решений и СФ-блоков в привязке к технологическим возможностям отечественных фабрик позволят сделать их более привлекательными и конкурентноспособными», – говорит доктор технических наук, доцент Алексей Переверзев.
Производителем ряда прототипов и опытных образов в режиме MPW выступит завод «Микрон». «Микрон» и МИЭТ нацелены на прикладные задачи, которые найдут быстрое эффективное применение на рынке. Первый сбор студенческих проектов и запуск производства запланированы на начало 2023 года. Для запуска выбрана технология КМОП-180 нм, оптимальная для всех изделий, которые предполагается изготовить», – отмечает директор по стратегическому развитию АО «Микрон» Карина Абагян.
Что такое RISC-V
RISC-V – это современная открытая процессорная архитектура. Ее использование свободно и бесплатно для всех: начиная от студентов и заканчивая гигантами микроэлектронной индустрии. «Среди всех существующих архитектур (как доминирующих, так и новых) RISC-V всемирно признана как наиболее перспективная и обладающая наибольшим потенциалом развития, – говорит А. Переверзев, который является также и членом правления Альянса RISC-V. – Для разработчиков RISC-V доступны открытые инструменты, ядро Linux поддерживает эту архитектуру, ведутся активные работы по переносу OC Android на RISC-V, также данная архитектура становится основой многих учебных программ и научно-инженерных проектов по всему миру. В МИЭТ мы занимаемся продвижением RISC-V с 2016 года, и в долгосрочной перспективе делаем ставку именно на эту архитектуру».
В то же время лаборатория не ставит перед собой задачи разработать один процессор, который будет применяться в определенных целях. В ходе работы лаборатории для апробации решений проектирования будут создаваться прототипы и опытные образцы как процессоров, так и печатных плат, а также конечных устройств, которые в дальнейшем могут найти свое применение для исследований или разработок в смежных структурных подразделениях.
Для каких компаний микроэлектроники будет необходима данная архитектура
За счет открытости и гибкости RISC-V может использоваться практически везде: начиная от простейших студенческих проектов, заканчивая смартфонами, компьютерами и высокопроизводительным серверным оборудованием как в качестве архитектуры центрального процессора, так и для специализированных ускорителей или сопроцессоров.
В настоящее время наиболее значимой нишей для применения архитектуры RISC-V являются вычислители для встраиваемых систем. Это низкопотребляющие микроконтроллеры устройств интернета вещей, бортовые вычислители, в том числе автомобильные и аэрокосмические, бытовые устройства, современные системы на кристалле.
Образовательная деятельность лаборатории
Студенты МИЭТа получат возможность проходить практику в лаборатории и писать выпускные квалификационные работы под руководством ученых и инженеров, в том числе в рамках совместной с YADRO магистерской программы. Это позволит повысить качество их подготовки для дальнейшего карьерного развития и роста в индустрии, также будут организованы тематические межвузовские соревнования.
«Безусловно, все студенты, которые примут участие в работе лаборатории в ходе прохождения практики, получат статус разработчиков. В случае регистрации прав на интеллектуальную собственность они также будут выступать в качестве авторов, – подчеркивает А.Л. Переверзев. – Мы планируем, что часть результатов деятельности лаборатории будет публиковаться для всех желающих в общий доступ под открытыми лицензиями. Такая модель более характерна для программного обеспечения, однако в последнее время она все чаще применяется и для СФ-блоков. Например, она применяется в проекте PULP Platform в Швейцарской высшей технической школе Цюриха».
По словам научного руководителя лаборатории, для отечественной электроники преимуществом модели свободного распространения результатов является формирование отечественной нишевой экосистемы, которая может в дальнейшем самостоятельно развиваться и дополняться новыми решениями других ученых и инженеров, сокращая время разработки за счет переиспользования результатов. Другие университеты и иные научные организации смогут на базе открытых результатов лаборатории вести собственные исследования и запускать образовательные курсы, повышая качество подготовки кадров.
«Для НИУ МИЭТ важными аспектами свободного распространения части полученных результатов также является формирование бренда университета и шаг к трансформации НИУ МИЭТ в ядро открытого научно-образовательного кластера, что отражено в программе развития университета до 2030 года», – подчеркивает А.Л. Переверзев.
