במכון להנדסת חשמל ופיזיקה יישומית באוניברסיטה העברית יקיים ביום ראשון ושני הקרובים האקתון VLSI, הממוקד בתכנון שבבים ובפיתוח חומרה להאצת חישובים. את האירוע מוביל פרופ' פרדי גבאי, חבר סגל המכון. זו השנה השנייה שבה מתקיים ההאקתון, שנועד לחשוף סטודנטים באופן מעשי לאחד התחומים המבוקשים בתעשיית השבבים: תכנון משולב חומרה־תוכנה.

בהאקתון ישתתפו כ-60 סטודנטים, שיתחלקו ל-30 צוותים. המשתתפים הם סטודנטים משנים ג' וד' ותלמידי תואר שני. במהלך 24 שעות הם יקבלו סביבת עבודה מבוססת FPGA, הכוללת מעבד RISC-V פתוח, ויידרשו לזהות רכיבים קריטיים באלגוריתם נתון — למשל ברשת נוירונים או בחישוב קריפטוגרפי — ולהעביר אותם למימוש חומרתי כמאיץ ייעודי.

האתגר אינו מסתכם בהשגת תוצאה עובדת. הצוותים ייבחנו גם לפי זמן הריצה, יעילות צריכת ההספק, ניצול שטח ה-FPGA, רמת היצירתיות ואיכות הפתרון ההנדסי. בכך מדמה ההאקתון, בקנה מידה לימודי, את המתח הקיים בתכנון שבבים אמיתי: הרצון לשפר ביצועים, תוך עמידה באילוצי שטח, הספק ולוחות זמנים.

לקראת ההאקתון התקיימו כמה מפגשי הכנה, שבהם הסטודנטים הכירו את סביבת העבודה, כלי הפיתוח, עקרונות תכנון המאיצים ושלבי התכנון. ההאקתון מוכר גם כקורס אקדמי בהיקף של שתי נקודות זכות, משום שהוא משלב כמה תחומים הנלמדים בדרך כלל בנפרד: ארכיטקטורת מחשבים, תכנון ב-Verilog, וריפיקציה, סינתזה ותכנון פיזיקלי.

לצד ההיבט האקדמי, האירוע נועד גם לחזק את הקשר בין האוניברסיטה לתעשייה. חברות ובהן אנבידיה, גוגל, AWS, אינטל וטוגה משתתפות כנותנות חסות וכמנטוריות, ונציגיהן ילוו את הסטודנטים במהלך העבודה. עבור הסטודנטים זו הזדמנות להתנסות בפתרון בעיה הנדסית תחת לחץ זמן; עבור התעשייה זו דרך להיחשף לכישרונות צעירים בתחום שבו קיים מחסור מתמשך במהנדסים מנוסים.

לדברי גבאי, החשיבות המרכזית של ההאקתון היא בכך שהוא מחבר בין הידע התאורטי שנלמד בקורסים לבין חוויית תכנון מלאה, שבה הסטודנטים צריכים לקבל החלטות הנדסיות, לעבוד בצוות ולהתמודד עם מגבלות מערכת אמיתיות. נתוני ההאקתון הקודם מצביעים על השפעה חיובית: 80% מהסטודנטים דיווחו כי ההשתתפות הגבירה את העניין שלהם ב-VLSI, וכמעט 90% המליצו לחבריהם להשתתף באירועים דומים בעתיד. ממצאי הפעילות הקודמת אף הוצגו במאמר בכנס ISCAS, אחד הכנסים המרכזיים בתחום המעגלים והמערכות.

ההאקתון משקף מגמה רחבה יותר באקדמיה להנדסה: מעבר מהוראה המבוססת רק על הרצאות ותרגילים ללמידה מבוססת פרויקטים. בתחום תכנון השבבים, שבו ההפרדה בין תוכנה, חומרה ותכנון פיזיקלי הולכת ומיטשטשת, התנסות כזו עשויה להיות מרכיב חשוב בהכשרת הדור הבא של המהנדסים.

הפוסט האקתון VLSI באוניברסיטה העברית: הסטודנטים יתכננו מאיצי חישוב על FPGA הופיע לראשונה ב-Chiportal.