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  • 智能手机背后的功臣,专访图灵奖得主大卫·帕特森

    来源:www.honkerbase.com 发布时间:2019-09-25

    他是谁?

    David Patterson和John Hennessy因其对RISC处理器发明的贡献而在2017年获得图灵奖,以表彰他们对计算机体系结构的设计和评估的系统和定量方法及其对微处理器行业的深远影响。也被称为建筑领域的顶级大师。

    David Paterson于2004年至2006年担任ACM主席。他是美国国家工程院,国家科学院和艺术与科学学院的成员。

    与此同时,他与亨利斯教授共同签署的两本书《计算机架构:一种量化的途径》和《计算机的组织和设计:硬件软件界面》自1990年以来被广泛用作研究生和本科生的教科书,具有很大的影响力。

    一个精彩的收藏

    几天前,帕特森教授宣布他将与清华大学合作,在中国深圳建立RISC-V国际开源实验室,该实验室旨在培养工业科学家,解决中国面临的世界级问题。媒体解释更直接:他们必须共同努力构建开源芯片。

    去年冬天,在浙江省乌镇举行的世界互联网大会相关论坛上,网易科技记者《科学大师》会见了帕特森教授并听取了他的讲话。当时,他告诉媒体,他在中国带来了三名学生,中国学生勤奋,渴望学习,成为世界上最好的学生。

    在此之前,他接受了中国清华大学的荣誉博士学位,他与中国的合作历史至少可以追溯到2013年。清华大学校长邱勇在仪式上公开表示他们在那一年合作。国际课程数量达到19,000个,促进和促进了清华大学在计算机科学领域的发展和国际学术界的影响。邱勇希望双方在RISC-V开源处理器领域开展更多实质性合作。

    帕特森当场回应称,他希望清华大学和加州大学伯克利分校能够合作开发新一代芯片技术。

    因此,不久前宣布的合作新闻并不出人意料,但在目前的特殊节点和背景下,不可避免地受到关注。

    那么帕特森教授是个什么样的人?网易科技《科学大师》记者已经整理了他的背景。

    2016年5月,68岁的帕特森教授决定退休。加州大学伯克利分校举办了盛大的退休仪式,以纪念他40年的计算机体系结构学术生涯。

    但他是一个从不喜欢闲着的人。为期两天的自行车自行车慈善活动,从2006年到2012年,他是最高的贡献者; 2013年,他参加了举重比赛并打破了他的年龄。加州记录。

    “现在,当我想到这一点时,他不能真正退休。我们只是把党称为退休仪式。”马克希尔博士在接受采访时说,颁奖典礼上的一名发言人也是帕特森的博士生。

    因此,与退休后去海滩放松和享受阳光的其他人相比,帕特森教授在退休两个月后重新进入研究,但这次他改变了自己的身份,成为一名优秀的工程师。加入Google Brain团队。

    当时,谷歌正在开发一种新芯片,其速度至少比当时市场上的处理器快10倍,并且仍足以完全满足人工智能对复杂计算能力的要求。这让帕特森教授非常兴奋。

    该芯片是TPU,由Google自己开发的AI专用芯片,主要用于提高人工智能计算任务的执行效率,从而推动一个新时代。

    今天,TPU的力量已为全世界所知。谷歌声称TPU已经在整个公司进行了广泛的测试和应用。 TPU不仅用于执行搜索命令,地图和导航。去年,在首尔击败顶级围棋选手李世石的AlphaGo也依赖于TPU。

    在谷歌发表的第一代TPU论文中,帕特森教授在75位作者名单中排名第四。

    然而,这是一个故事。在进入TPU项目团队的第二年,Patterson教授和Henry教授因其对RISC处理器发明的贡献而获得2017年图灵奖,以表彰他们在计算机体系结构方面的设计。评估创建了一种系统的,定量的方法,对RISC微处理器行业产生了深远的影响。

    由Hennessy和Patterson教授提出的RISC称为简化指令集计算机。这种类型的微处理器与当时流行的复杂指令集计算机(CISC)不同。 RISC只需要一小组简单的基本指令即可减少计算机的工作量并降低功耗。

    比尔盖茨称赞这两个人,称他们的贡献“已被证明是一个蓬勃发展的行业的基础”。这是因为他们的方法几乎占据了当今几乎所有的微处理器,促进了Silicon Graphics和Sun Microsystems等公司的发展,并为当今的智能手机行业铺平了道路。

    重要的是要知道ARM的芯片设计基于早期的RISC架构。 ARM将这种设计许可给许多芯片制造商,这种芯片几乎用于所有智能手机。

    因此,媒体报道称,“今天,全球每年生产的160多亿个微处理器中,有99%是RISC处理器,几乎所有智能手机,平板电脑和数亿个嵌入式设备都用于物联网( IOT)。”

    随着时间的推移,另一个问题正在出现:虽然ARM技术有一个开放的授权政策,但它仍然需要花很多钱购买。

    据The Information称,ARM的高价已经推动了谷歌,高通和三星等80多家科技公司走上了同样的道路。他们正在共同开发新的开源芯片设计,任何人都可以完全开放使用和调整他们的设计。

    开源芯片设计为RISC-V,其开发由RISC-V基金会领导,RISC-V基金会是一个非营利性基金会。 Paterson是RISC-V Foundation的副主席。

    尽管他的战友和好朋友Henries对芯片设计的突破没有多大期待,但他认为他不能达到与RISC相同水平的通用处理器性能。但帕特森说,“任何人都可以创造原型。这是计算机系统架构的黄金时代。”

    今年4月,帕特森教授再次被邀请到中国担任清华大学五道口金融学院“科学企业家”项目教授。他教过企业家并会见媒体并接受采访。

    以下是访谈记录,《科学大师》略有删除编辑:

    我们和清华正在开展许多激动人心的研发项目

    问:今年3月宣布的图灵奖(2018年)获奖者在机器深度学习领域取得了成就。您认为有哪些发展潜力?

    帕特森:事实上,我一直非常关注图灵奖的选择。应该说三位获奖者都是优秀的科技研究人员。机器的深度学习可以说是“我适合每个人,每个人都适合我”。这也是一场新的工业革命。

    在过去十年中,我们已经看到许多应用程序可以比人们更好地完成某项工作。可以说,经过几十年的研究,人工智能终于取得了一些令人满意的成果,并且有许多产品具有实用价值。非常感谢这些技术开发人员的贡献。我们看到新技术正在改变世界,这是一个必然趋势。

    问:我们都知道集成电路是非常复杂和高精度的行业。然而,近年来,个人计算机,智能电话和物联网已经发展得非常迅速。未来半导体产业将朝哪个方向发展?

    Patterson:很多人,包括我对这些新行业趋势的看法,可以用两种方式概括:第一,云,即全世界的大数据存储,以及成千上万的个人计算机访问互联网。同时带来了大量的信息和数据。接下来是物联网设备,它们小型化,可以放入每个人的口袋里。

    这两点是最令人兴奋的技术成就,这两个结果都将使用硅。例如,云架设将需要更大,更强大的芯片,并且可能需要液体制冷系统。性能太强,小型设备需要更小的芯片,如电池,这对降低成本很重要。清华 - 伯克利深圳学院和国际资源实验室在这两方面投入了大量的研发资源。无论是云还是物联网设备,我们都在开展许多激动人心的研发项目。

    世界上最强大的计算机很快就会诞生

    问:在你谈到计算机体系结构和编程语言的新黄金时代之前,未来会有什么新的发展?

    帕特森:晶体管行业每隔几年就会经历一次升级,其性能也越来越强。这也促成了世界各个领域的创新。一些创新非常令人震惊。因此,目前,提供最佳性能产品的最佳方式是计算机体系结构的创新。计算机体系结构就像一个建筑体系结构,集成了不同的性能组件所以重要的是建筑设计的创新,而不是某个部分的创新。

    问:近年来,人工智能已成为讨论的焦点。有人认为Google TPU是最强大的,有些人认为GPU具有更大的可塑性。你怎么看待这两个陈述?

    Patterson:目前的一般观点是TPU具有非常高的计算速度,但GPU的目标是图像处理,目前主要用作人工智能应用程序。因为GPU是为图像处理而发明的,所以它恰好碰上了机器学习的浪潮。但GPU不是为机器学习而设计的。当机器学习在五到十年前开始发展时,人们认为GPU可以用作机器。学习处理器用法。

    TPU专为下一代硬件而设计,更适合机器学习。我们将来会看到更多这类应用的例子。至于计算机设计师,事实上,GPU并没有在机器中使用,因此GPU仍将使用一段时间,但我希望将来使用专为机器学习而设计的硬件,而不是使用图像处理硬件。

    问:有人说RISC5可能是未来芯片开发的基础。您认为RISC5目前存在哪些主要问题和挑战?

    Patterson:应该说RISC5开创了一种新的环境架构。由于取消了公司限制,可能有许多公司参与了特定的设计,因此我们很快就会通过RISC5看到世界上最大的性能。一台强大的计算机,因为在这种环境下的竞争会贡献很多人的创新思维,没有任何人为的限制和干预 - 例如,谁只能做研究,应该说这是RISC5的最大优势。

    与以前的架构相比,RISC5更简化,更灵活。它的一些功能比技术研发更有利于销售。因此,我认为最大的优势是没有限制,世界上每个人都可以参与。使这个系统更好。

    问:在你提到RISC5在物联网领域可能有很多事情要做之前。您认为它的商业价值是什么?

    Patterson:首先,为了降低计算成本,没有成本和资格要求,其次是开放式创新环境,RISC5可以容纳大量的软件创新资源,包括新的加速器和技术指南,更加标准化和定制化,这些在未来的发展过程中它也将更加重要。

    超级计算机领域的研究竞赛没有敌对情况

    问:目前,世界各国都在超级计算机领域展开竞争。你怎么看?

    帕特森:应该说计算机开发人员找到了一种非常聪明的方式来获得政府支持。事实上,这个领域没有敌对的情况。最后,如果对方的计算机速度比我快,双方都应该能够赢得胜利。我将提高自己计算机的计算速度,这是一个非常好的发展趋势。

    问:现在5G,人工智能,自动驾驶,语音识别等新兴技术正在蓬勃发展,这是否意味着技术的新时代?

    帕特森:机器学习的基础仍然是机器。要进入机器学习领域,首先需要拥有合适的机器。具有讽刺意味的是,虽然计算机领域的从业者现在急于求成,但损失更有利可图,可能是因为时机错误。我们需要做的是建立一个新的架构,然后加速这个领域的发展。

    5G与机器学习不同。虽然5G非常有趣,但目前还不清楚未来将用于5G的应用程序。当然,如果我们开发一种可以在未来自主驾驶的汽车,那么全世界每年都有数百万人死亡。这项新技术每年可以挽救数千人的生命,这将是计算机领域。通过在车辆中安装机器学习,不再依赖于可能醉酒驾驶或疲劳驾驶这些致命错误的人,这将是一项巨大的成就。

    问:雇主和大学之间的工作目标存在很多差异。据我所知,你在这两个领域都非常成功。您有丰富的合作经验。你能分享一下吗?

    帕特森:在我职业生涯的早期阶段,当我第一次加入伯克利时,我意识到我可以访问硅谷的许多资源。后来,我发现公司面临的许多问题对于大学来说可能是一个非常有趣的研究课题,但是大学和企业之间的沟通很少,所以通过公司本身的影响和与公司的沟通,大学可以发现企业的问题,然后选择最合适的资源来解决这些问题。

    直接去公司询问他们有什么问题并不是一个好主意,因为他们可能不了解公司本身。企业并不擅长这一点,但通过与他们合作,他们可以发现他们的需求和大学可以切入的要点。然后形成愉快的伙伴关系。

    另一方面,通过这种合作,大学也可以培养出更多的优秀人才。通过不断解决公司的实际问题,学生可以组成一个小组进行研究。这是一个非常好的练习,而不是总是研究那些自己。我不知道这是否是一个重要问题。发现问题,了解原因,培养解决问题的人才对大学和企业都很重要。

    问:您如何看待当前的信息安全问题?

    帕特森:作为安全领域的多年从业者,令人尴尬的是当前的安全形势非常令人担忧。

    几年前,计算机有很多机制来确保信息安全,但当时很少有人使用计算机,因为它们非常昂贵,现在计算机不像以前那么安全,所以情况令人尴尬。

    我们需要采取有效措施来加强信息安全。特别是在互联网时代,每天都会产生很多新设备。如果这些设备不安全,那就太糟糕了,所以我们真的需要解决安全问题。

    让员工感到快乐并最大限度地发挥他们的潜力

    问:您可能也听说中国的许多软件公司正在实施“996工作系统”。你怎么看待这件事?有什么我想对这些程序员和软件公司说的吗?

    帕特森:我认为生活和工作之间的平衡非常重要。每个人都希望每天都有一个好心情。我希望我的家人能够让自己的孩子和孙子孙女为自己感到骄傲。因此,我们需要平衡工作和生活。事实上,这种延长工作时间的机制并不会导致员工创新。

    就个人而言,我非常喜欢运动。我每周两次踢足球,而且我经常练习举重,所以我自己的幸福秘诀就是经常锻炼身体。

    如果你想快乐,你的家人也应该开心。美国人有一句名为“妻子快乐,生活快乐”的谚语,你也可以说“同伴快乐,家庭快乐”。如果你的家人每天都不开心,很难想象你能保持有效的工作条件。如果你不能永远和家人在一起,你的家人会感到非常难过。自从我上任以来的第一天,我就把我的家人放在第一位。自从我的孩子长大以来,我一直和他们在一起。我有两个儿子,其中一个被昵称为“印度小子”。我也是他们足球教练的客人。陪伴我的家人非常重要。你不想在孩子长大后成为陌生人。

    作为业务经理,最重要的功能是最大限度地发挥员工的潜力。如果员工每天都快乐,他们的潜力将受到最佳刺激。

    本文回顾了一些使用数据的来源:

    《Meet the 69-year-old professor who left retirement tohelp lead one of Google’s most crucial projects》

    《DavidPatterson Says It’s Time for New Computer Architectures and Software Languages》

    《2017图灵奖揭晓:两位大神携手获奖,Google成最大“赢家”》

    《2017图灵奖揭晓:你能用上智能手机要感谢这二位》

    《对RISC做出巨大贡献,芯片专家John Henenssy和David Patterson被授予图灵奖》

    清华大学新闻网与浙江在线。

    友情链接: