近日，ISCA(计算机体系结构国际研讨会)2021公布了入选论文的结果。图灵奖获得者、中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智与Xi安合作，在Xi安高新区成立交叉信息核心技术研究院(以下简称交叉信息核心院)接受两篇论文：一篇由前沿架构与智能芯片研究中心领军教授马凯生撰写，一篇由安全计算硬件系统研究中心领军教授高明宇撰写。两篇论文分别展示了在小芯片集成解决方案和高效安全计算算法的流水线芯片架构方面的创新研究成果。
小芯片集成解决方案：解决芯片领域“卡脖子”的技术难题。
NN-BATON:面向多芯片加速器的DNN工作负载编排和小芯片粒度探索是2020年在跨信息核心院领导下成立小芯片产业联盟后，马凯生教授研究组研究小芯片从0到1的关键一步。NN-Baton首次解决了小芯片系统的神经网络硬件映射问题，讨论了将传统SoC芯片拆分成小芯片的粒度问题。
随着基于人工智能的新应用的发展，越来越多的厂商将深度学习计算的特殊模块NPU集成到系统芯片中，如华为、三星、苹果的手机芯片。为了适应越来越复杂的算法，对硬件计算能力的需求也越来越大，导致芯片面积成本巨大。比如英伟达、华为、特斯拉、阿里巴巴的AI芯片，单个管芯的面积从260mm增加到了709mm(接近《光刻机》中单个流式芯片的上限)。借鉴十年前由于功耗限制导致频率无法持续提高而提出的“功率墙”概念，针对目前单个管芯由于面积限制导致面积无法持续提高的情况，提出了“面积墙”的概念，指出小芯片集成的解决方案势在必行。
通过实验，本文NN-Baton得到的最高最优映射是：可以优化近20倍，搜索最优映射策略非常方便。同时，课题组进一步对比了一个基于Simba——NVIDIA的Chiplet的深度学习计算系统，课题组的最优数据流可以实现22.5%-44%的能耗优化。
近年来，随着“摩尔定律”逼近物理极限，类似积木的小芯片技术成为整个行业变革的宝贵机遇。研究成果初步证明了Chiplet一体化解决方案的可行性，为中国“解锁”芯片领域“卡脖子”困境提供了创新路径。
未来1-3年，通过基于Chiplet技术研发性能比优异的人工智能芯片，构建自动驾驶智能计算平台，构筑“智能汽车”智能化、网联化创新基石，推动Xi安汽车产业链向价值链高端攀升；结合5G技术的普遍应用，在高性能边缘服务器中部署强大的AI推理能力，全面赋能车路协同基础设施的“智能道路”，为西部道路交通领域的新型基础设施提供技术支持。
小芯片集成解决方案可以显著缩短芯片设计成本，降低企业进入门槛，降低人力成本。未来5-10年，充分发挥Xi安人才高地的优势，小芯片解决方案将带动IC设计产业蓬勃发展。为以原始创新推动地方经济高质量发展做出积极探索。
PipeZK:能够高效支持零知识证明算法在实际应用中的广泛应用。
Pipezk:用流水线架构加速零知识证明是由PipeZK教授领导的安全计算硬件系统研究中心正在开发的PipeZK项目阶段的成果论文
大数据时代，数据科学在给人们带来便利的同时，也引发了各种隐私安全事件。用户必须将数据上传到云中的共享硬件平台进行存储和计算，因此必须信任云中的大量组件，包括硬件系统、操作系统、存储系统、管理系统，以及云计算服务提供商的工作人员。其中任何一个漏洞都可能导致严重的隐私数据泄露。
现代密码算法中的零知识证明(ZKP)是一种强有力的密码协议。自提出以来，受到学术界和工业界的广泛关注，并在可信计算、区块链扩展、匿名货币等多个领域得到应用。然而，零知识证明应用的核心障碍在于证明者生成证明的耗时过程。
为了更高效地支持零知识证明算法在现实世界中的广泛应用，研究成果提出了一种高效的流水线芯片架构PipeZK。综合和仿真结果表明，对于完整的证明生成过程，PipeZK可将常规密码学测试集的证明时间缩短10倍以上，隐私货币Zcash的证明时间缩短5倍以上，为各种应用场景提供了可信基础，将有效推动零知识证明算法相关成果转化，实现产业落地。
(PipeZK系统架构)
未来，PipeZK项目有望赋能多种应用场景，尤其是在金融多方隐私计算、区块链应用的身份认证、智能制造中的自动识别、供应链整体安全管理等诸多领域。在保护数据安全和用户隐私的情况下，提供快速安全的本地和云端识别。
数次峰会：一流拔尖人才培养初见成效
ISCA是计算机系统架构领域的顶级学术会议，芯片领域一直是ISCA的强项。大会被公认为行业发展的风向标。Google、Intel、Nvidia等公司在ISCA上发布的多项研究成果已被业界广泛应用，本次大会入选论文成为衡量业界R&D实力的重要指标。
入选的两篇论文分别由清华大学、北京大学、跨信息核心研究院等单位完成。三位作者来自Xi交通大学的姚班。这两篇论文是研究中心的主要教授和其他年轻学者在跨信息核心研究所实习和培训期间完成的。
人才是核心竞争力，人才培养是科技创新的基础工程。跨核信息学院从成立之初，就把培养拔尖的AI人才作为重要使命。自姚期智院士成为Xi交大“双聘院士”以来，跨信息核心院吸纳了众多交大优秀学生，开展了“跨信息产学研协同创新人才”培养。截至目前，Xi交大“姚班”的学生与跨信息核心院各中心的领先教授和研究人员一起，在ICCV、CVPR等国际峰会上发表了多篇论文，AI拔尖人才培养成果初步显现。
作为Xi安首批五家新R&D院校之一，跨核信息院将以产业需求为导向，以人才培养为使命，秉承“永远保持好奇心，纯粹做科学”的理念，继续在科技前沿基础研究领域取得更多创新突破，引领科技创新，推动科技成果转化，助力Xi安高质量发展。(中国日报陕西记者站)
