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2017 图灵奖揭晓:你能用上智能手机要感谢这二位

2018-03-22 09:15 稿源:量子位  0条评论

本文转自公众号“量子位(ID:QbitAI)”,作者:李林。

3 月 22 日,最新一届图灵奖得主公布了。

美国计算机协会(ACM)宣布将 2017 年度的图灵奖颁给了芯片界的两位大师:曾任斯坦福大学校长的John L. Hennessy和曾任加州大学伯克利分校教授的David A. Patterson。

他们二位目前都供职于Google。

这两位好友及业界传奇此番获奖,既是因为他们提出的方法统治了如今几乎全部微处理器,也是因为他们写就的教材培养了几代工程师。

比尔·盖茨对他们二人的评价非常之高,说他们的贡献“已被证明是整个行业蓬勃发展的基础”。

今天公布的图灵奖,将于 2018 年 6 月 23 日(星期六)在加州旧金山举行的ACM年度颁奖晚宴上,正式颁发给Hennessy和Patterson两位得主。

一套方法

几乎全球的移动设备处理器架构,都被一家英国公司统治着,这家公司的名字叫做ARM。现在,我们必须提起它的全称:Advanced RISC Machine。

RISC,就是Hennessy和Patterson所提出的,全称是精简指令集计算机(reduced instruction set computer)。这种微处理器与之前的相比,速度更快、功耗更低。

从 20 世纪 60 年代开始,科学家们就在探索如何降低架构的复杂度,正是如今这两位图灵奖得主当年在斯坦福和伯克利分别领导的工作,清晰明确了RISC方法的可行性,让这个概念为学术界和工业界所熟知。

和当时流行的复杂指令集计算机(CISC)不同的是,RISC只需要很小一组简单的基本指令,降低计算机的工作量,也减少了所需晶体管的数量。

https://www.cs.utexas.edu/users/fussell/courses/cs352h/papers/risc.pdf

1982 年,Patterson的伯克利团队造出了第一款RISC处理器原型:RISC-1。这款处理器有 44000 个晶体管,性能却完胜 10 万个晶体管的CISC处理器。

RISC-V原型芯片

之后,RISC处理器走上了商业化进程。 1984 年,Hennessy联合创立了MIPS计算机系统公司,尝试将斯坦福团队的工作商业化。

RISC-V原型芯片

不久后,太阳微系统公司(Sun)推出SPARC微架构,商业化了伯克利团队的工作。

最开始,不少计算机架构师对RISC心存疑虑,但MIPS和SPARC在工业界的成功,RISC更低的成本和一系列后续研究进展,让越来越多的架构师接受了它。

RISC逐渐发展成了一套持续的、可重复的方法,到 90 年代中期就占据了整个领域的统治地位。当然,在台式计算机的时代,Sun和MIPS被英特尔蚕食了,不过等到移动时代到来,对能耗和体积的要求猛然提升,RISC再次由ARM发扬光大。

现在,每年生产的 160 亿个微处理器中,99%都是RISC处理器,所有的智能手机、平板电脑、物联网设备中,都有他们的技术。

一本书

除了努力搞科研、商业化,他们还写了一本非常有影响力的教材:《计算机体系结构:量化研究方法》。

这本书 1990 年出版,现在英文已经更新到了第 6 版,中文也已更新到第 5 版,向一代又一代的工程师、科学家传递着他们二人的方法论。

Hennessy和Patterson的书引导了芯片设计界的一股潮流,让人们不再单纯的追求性能提升,而是开始在设计架构时将能耗、散热、片外通信等问题考虑在内。

在微处理器设计领域,这是第一本提供了分析和科学框架,还为工程师准备了方法论和评估工具的教材。

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