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  • 专家谈计算机体系架构研究获“图灵奖”

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-03-07

    作者:王嘉文和韩养梅资料来源:Science.com发布日期:2018/3/28 19336036032336051

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    Experts Talk Computer Architecture Research荣获“图灵奖”

    Hardware Research Confirmed国产CPU仍然不发达

    Recently,“图灵奖”被称为“诺贝尔计算机工业奖”揭开面纱。国际计算机协会宣布,美国科学家约翰汉尼斯和大卫帕特森获得2017年图灵奖,以表彰他们在设计和评估计算机体系结构方面所开创的系统化和量化方法,以及他们对精简指令集(RISC)微处理器行业的深远影响。

    在国际计算机协会(ACM)官方网站发布的信息中,微软创始人比尔盖茨将轩尼诗和帕特森的贡献描述为“整个行业蓬勃发展的公认基石”。

    将灵感设计转化为可重复科学

    谈到获奖的RISC系统是什么,中国科学院计算技术研究所研究员、中国科学院“龙芯”中央处理器首席科学家胡魏武用工厂生产线向记者做了一个比喻。

    ”例如,如果工厂生产线生产的产品的尺寸和规格相同,效率将非常高。如果每种产品的尺寸和规格不同,效率就会非常低。”胡魏武说,RISC系统的表面现象是指令变得简单和通用,而内部逻辑是系统实现效率更高,这是RISC系统的核心。

    事实上,在计算机技术的发展过程中,人类一直在努力追求性能的提高,并取得了一定的突破。

    中国科学院计算机体系结构国家重点实验室研究员、中国科学院高级计算机系统研究中心常务副主任鲍云刚(Bao Yungang)告诉《中国科学报》,一方面,这是在技术层面上的一个贡献,即晶体管越来越小,这样可以在同一芯片上放置更多的晶体管。另一方面,如何充分利用晶体管需要架构设计。“研究表明,在过去20年左右的时间里,架构处理器的性能提高了约10,000倍,架构和进程分别提高了约100倍。”鲍云刚说道。该体系结构使处理器的性能非常高效,程序的执行时间从几天变为几分钟

    这一次,两位科学家获得了这个奖项,这让硬件研究者看到了更多的希望。“在有许多应用和人工智能的时候,区块链和大数据也很热门,图灵奖已经颁给了两位在计算机领域做底层硬件的大师,这对我们的硬件研究者来说是一个很大的认可和鼓励。”中国科学院计算研究所研究员韩银河说。

    扰乱设计概念

    “如今,每年生产的超过160亿个微处理器中有99%使用RISC处理器,几乎所有智能手机、平板电脑和嵌入式设备都将使用它们。”在国际计算机协会网站上介绍轩尼诗和帕特森的研究成果时,以这种方式评价了他们的研究对行业的影响。

    “整个芯片行业每年生产数千亿美元,他们确实对信息技术做出了巨大贡献。”鲍云刚说道。然而,专家分析称,两位科学家获奖也与他们创造的新处理器设计方法对处理器设计的破坏性影响密切相关。

    鲍云刚将之前的处理器设计与艺术设计进行了比较。“设计好,好是好,坏是坏。大师可以设计出优秀的作品,而普通人只能望着大海叹息。”然而,轩尼诗和帕特森已经把处理器设计“为什么好”和“有多好”变成了一门可重复的科学。

    这两个人不仅在《计算机体系结构:量化研究方法》中对处理器设计进行了透彻的分析,还通过开发RISC处理器验证了书中的想法。

    “这本书已经在全世界卖出了近一百万册。几乎所有处理器设计者和系统软件设计者都有一个副本,这相当于改变人们在设计处理器时的传统思想和概念。”鲍云刚说道。

    近年来,中国的建筑研究发展迅速,但中国的建筑研究,尤其是核心芯片和系统的设计,存在着“追随美国思维方式太重”的问题。

    “在这个人工智能新时代的背景下,中国企业需要用自己的发展思路不断缩小差距,迎头赶上,甚至领先。”中国科学院计算研究所研究员、中国科学院主席范董瑞说。

    胡魏武对这次表演表现出更多的信心。他说,国内的教学系统技术已经实现。例如,龙芯中央处理器已经实现了多指令传输和可编程的“超车”功能,但温度仍然较低在他看来,再过两三年,中国自主开发的CPU性能将等同于国外主流CPU。

    未来的前景是可以预料的

    在各国积极建设物联网和发展人工智能的时候,两位科学家的成就的影响有望通过新技术的推广而进一步扩大。建筑是构建复杂计算机系统的重要基石。它体现了人工智能等最热门技术的最核心价值。”范董瑞说。

    物联网、人工智能和其他技术的发展本质上是处理能力和效率的提高。范董瑞认为,物联网和人工智能等应用中体现的高通量特性逐渐凸显并成为瓶颈,高通量计算技术成为突破这一瓶颈的核心。

    ”芯片和系统可以在有限的功耗和有限的时间条件下计算得越来越快。它是物联网和人工智能持续发展的核心因素。这不仅取决于技术的进步,还得益于建筑技术的不断突破。”他说。

    事实上,物联网更加关注处理器能耗。如果能够设计出高性能功耗比的处理器,它将对物联网非常有吸引力。鲍云刚指出,两人法不仅可以用来指导高性能处理器,也可以用来指导低功耗处理器,并在两者之间找到平衡。

    此外,采访中的专家还表示,“图灵奖”可能已经为未来奠定了基础。包云刚说,获奖的帕特森为计算机行业做出了两大贡献。“例如,存储技术磁盘阵列,一种冗余磁盘技术,也开辟了一个新的行业。如今的存储市场产值高达500亿美元,他在其中发挥了重要作用。”他说。

    专家预测未来的获奖者可能不是轩尼诗和帕特森本人,但他们的合作者很可能会因为他们的技术研究和开发而获得“图灵奖”。

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