2017 年度图灵奖,颁给了芯片界的两位大师

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旧金山电 — 1980 年,计算机科学教授戴夫·帕特森(Dave Patterson)研究了一番全球数码机器的未来,并看到了它们的局限性。

在于当年十月发表的一篇学术论文中,他认为这些机器的核心,即硅晶片,将一年一年变得越来越复杂。但是他指出,使用更为简单的计算机芯片将会使计算机变得更强大。

受加州大学伯克利分校的帕特森所作的工作,以及第二篇由 40 英里外斯坦福大学约翰·汉尼斯(John Hennessy)所作的学术论文的影响,这个反常的理念传遍了硅谷。他们称其为 RISC,是精简指令集计算机(reduced instruction set computer)的简称。

周三,代表全球业内专业人士、受人尊敬的计算机学会——美国计算机协会(Association for Computing Machinery)宣布,帕特森和汉尼斯获得了今年的图灵奖,该奖经常被称为是计算机界的诺贝尔奖。他们将共享 100 万美元的奖金。

这个以英国数学家和堪称计算机科学家先驱艾伦·图灵(Alan Turing)命名的奖项,在今年获得了更多的共鸣,因为芯片行业朝着由帕特森和汉尼斯所预见的未来更进了一步。

根据该协会统计,今天,超过 99% 的新芯片采用的是 RISC 结构。

和帕特森一起在伯克利进行研究的芯片行业资深人士戴夫·迪策尔(Dave Ditzel)说:“在过去的几十年中,这一直是芯片设计的基本概念。”迪策尔帮助推广了许多相同理念,现正在建立一家名为 Esperanto 的新型 RISC 芯片公司。

帕特森和汉尼斯之所以对更为简单的芯片感兴趣,是因为它们运行更快,电力消耗更少。这样一来,芯片设计师的工作就会更轻松,机器迭代也变得更快。1980 年代中期,硅谷的两家初创企业——太阳微系统公司(Sun Microsystems)和美普思科技有限公司(MIPS Technologies)——生产出了新型 RISC 芯片,并成为了支撑大企业顺畅运行的计算机工作站和服务器的标准。

但它们最终还是被英特尔(Intel)的芯片给超越了,英特尔投入了很大的心力,设计出一种能与之竞争的芯片。但是随着计算科学拓展至智能手机、平板电脑和其他无论是动力还是空间都很欠缺的小型设备,越来越多用于设计的芯片均来自于英国一家名为 ARM 的公司,ARM 是高效精简指令集计算机(Advanced RISC Machine)的简称。

随着这两位研究人员于 1989 年出版的《计算机体系结构:量化研究方法》(Computer Architecture: A Quantitative Approach)成为芯片设计的标准教材,就连英特尔也向 RISC 理念迈进了一步。该公司的芯片仍然沿用它们特有的复杂方式与计算机软件进行交流,但在某些方面也开始采用 RISC。

为互联网提供动力的数据中心仍由英特尔的芯片驱动。但由于这些芯片已经达到了物理极限,Google、Facebook 和亚马逊等互联网巨头正将任务推向众多更为简单的处理器,这些处理器所需动力更小,并为芯片设计领域带来了复兴。

“和以前相比,复杂性现在更加要不得,”迪策尔说,“我们必须采用另一种设计思路。”

帕特森和汉尼斯是这一改变的核心人物。他们的书现在出到了第六版。在担任了 16 年的斯坦福大学校长之后,汉尼斯现在是 Google 母公司 Alphabet 的董事会成员。而帕特森则效力于专门为人工智能设计低耗能芯片的 Google 实验室。

随着时间的流逝,这个世界将会朝着 RISC 式的行事方式更进一步,这要感谢一个名为 RISC-V 基金会的组织,正是这一组织发表了任何人都能免费使用的芯片结构,行业资深人士丹尼斯·埃里森(Dennis Allison)如此说道。该组织由戴夫·帕特森和其他来自伯克利大学的学者共同创办。

“我期待 RISC 能在未来发挥重要作用 ,”帕特森说,“而且它的结构跟我和约翰在 1980 年时所描绘的差别不大”。

翻译:熊猫译社 彭喻俞

题图版权:Shane Harvey

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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