Российским студентам предлагают освоить профессию инженера, который проектирует процессоры и вычислительные ускорители — компоненты, без которых не работают современные компьютеры, серверы и другая электроника. Совместную образовательную программу запустили компания YADRO и Университет ИТМО. К занятиям приступили студенты бакалавриата «Компьютерные системы и технологии».

Программа рассчитана на подготовку специалистов, которые смогут разрабатывать архитектуру микропроцессоров, проектировать сложные цифровые схемы и проверять их работоспособность. В обучении участвуют не только преподаватели университета, но и действующие инженеры YADRO.

Занятия смогут посещать до 20 студентов. Лучшие из них получат возможность пройти стажировку в компании летом 2027 года.

Какие процессоры будут изучать студенты

Одно из основных направлений обучения — архитектура RISC-V. Это открытый стандарт набора команд процессора, на основе которого можно разрабатывать собственные вычислительные ядра без необходимости использовать закрытую архитектуру и получать лицензию на неё.

Студенты будут изучать устройство таких процессоров на двух уровнях. Архитектура определяет основные принципы работы вычислительной системы, а микроархитектура описывает, как именно эти принципы реализованы внутри процессора.

Отдельные занятия посвятят суперскалярным архитектурам. Они позволяют процессору выполнять несколько команд одновременно, используя разные вычислительные блоки.

Также в программу включили устройство графических и векторных ускорителей. Такие компоненты предназначены для выполнения большого количества однотипных вычислений и применяются в задачах обработки графики и других ресурсоёмких операциях.

Лекции по архитектуре и микроархитектуре RISC-V ведёт преподаватель ИТМО Сергей Табунщик. Специальные курсы по суперскалярным архитектурам и устройству графических и векторных ускорителей проводят ведущий архитектор ядер RISC-V Никита Поляков и инженер по программно-аппаратному проектированию Роман Попов, который сам окончил этот факультет.

Студентов будут учить на инженерных задачах

Ещё одна часть программы посвящена тому, как организована ИТ-инфраструктура предприятий микроэлектроники. Этот курс ведёт директор по ИТ-инфраструктуре и автоматизации команды разработки полупроводниковых продуктов YADRO Игорь Смирнов.

В дальнейшем студенты также изучат цифровую обработку сигналов и моделирование аппаратных блоков с помощью SystemC — языка и среды моделирования, которые применяют при проектировании электронных систем.

Полученные знания можно будет использовать при разработке процессорных ядер, специализированных ускорителей и систем на кристалле. Последние объединяют на одном полупроводниковом кристалле несколько вычислительных и вспомогательных компонентов.

Студенты научатся создавать модели отдельных вычислительных блоков, оценивать их производительность и искать ошибки в аппаратной структуре. По мере накопления опыта они смогут переходить к более сложным задачам — проектированию микроархитектуры процессоров и вычислительных ускорителей.

По словам директора департамента разработки процессорных архитектур YADRO Дмитрия Гусева, отрасли нужны инженеры, которые понимают устройство современных процессоров и умеют заниматься не только их проектированием, но и проверкой перед возможным серийным производством.

Декан факультета программной инженерии и компьютерной техники ИТМО Павел Кустарев отмечает, что участие специалистов компании позволит студентам познакомиться с реальными инженерными задачами ещё во время обучения.

Где ещё в России готовят разработчиков процессоров

В российских университетах действует целый ряд образовательных программ, посвящённых разработке процессоров и микроэлектроники. В НИУ МИЭТ совместно с YADRO работает магистерская программа по проектированию вычислительных систем и электронной компонентной базы. Студенты изучают разработку процессорных схем, их проверку и создание систем на кристалле. В рамках обучения они также могут работать над экспериментальными образцами собственных микросхем. В МФТИ действует направление «Микропроцессорные технологии в интеллектуальных системах управления».

Подготовкой специалистов для этой отрасли занимаются также НИЯУ МИФИ, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и СПбПУ. Их программы охватывают архитектуру вычислительных систем, проектирование интегральных микросхем, наноэлектронику и автоматизированную разработку электронных компонентов.