Turing Ödülü açıklandı: mimarlık ustası - RISC'nin mucidi ve uygulayıcısı birlikte kazandı!
American Computer Society (ACM) dün gece, eski Stanford Üniversitesi Başkanı John L. Hennessy ve California Berkeley Üniversitesi'nden emekli profesör David A. Patterson'un bilgisayar mimarisinin tasarımı ve değerlendirilmesindeki öncü çalışmaları nedeniyle 2017 ACM Turing Ödülü'nü kazandıklarını duyurdu. Sistematik ve niceliksel bir yöntemin, mikroişlemci endüstrisi üzerinde derin bir etkisi oldu.
Hennessy ve Patterson, mimarlık alanında ustalaşmış, daha hızlı, daha düşük güçlü ve azaltılmış komut seti (RISC) mikroişlemcileri tasarlamak için sistematik ve niceliksel bir yöntem geliştirdiler. Yöntemleri dayanıklı ve tekrarlanabilirdir ve nesilden nesile mimarlık tasarımcıları tarafından akademi ve endüstrideki birçok projeye uygulanmıştır. Bugün dünyada her yıl üretilen 16 milyardan fazla mikroişlemcinin% 99'u RISC işlemcileridir.Neredeyse tüm akıllı telefonlarda, tabletlerde ve yüz milyonlarca gömülü cihazda kullanılmaktadır. Nesnelerin İnterneti (IoT).
Turing Ödülü 2017, eski Stanford Üniversitesi Başkanı John L. Hennessy ve Kaliforniya Üniversitesi Berkeley emekli profesörü David A. Patterson'a da verildi. Her ikisi de şu anda Google'da çalışmakta ve Google'da Alfabe Başkanı ve Araştırmacı olarak hizmet vermektedir. . İki kazananın nedeni, dünyayı değiştiren düşük güç azaltılmış komut seti bilgisayar (RISC) işlemcisini icat etmeleridir.Araştırma alanları açısından iki ödülün nedenleri aynı olsa da, biri gerçek bir RISC mucidi, diğeri Bunlardan biri, RISC mimarisinin ikincil araştırma ve geliştirmesine dayanmaktadır ve aynı şeyi RISC teknolojisinin gelişimini teşvik etmeye zorlamaktadır, ancak özünde önemli ölçüde farklılık vardır.
Ayrıntılı olarak, Hennessy ve Patterson daha hızlı, daha düşük güçlü ve azaltılmış komut seti bilgisayar (RISC) mikroişlemcilerini tasarlamak için sistematik bir nicel yöntem oluşturdu. Birkaç nesil mimar, yöntemlerine dayanarak bazı kalıcı, tekrarlanabilir ilkeler çıkarmış ve birçok akademik ve endüstriyel projeye uygulanmıştır. Bugün, her yıl üretilen 16 milyardan fazla mikro işlemcinin% 99'u, Nesnelerin İnternetini (IoT) oluşturan hemen hemen tüm akıllı telefonlarda, tabletlerde ve milyarlarca yerleşik cihazda bulunabilen RISC işlemcilerdir. .
ACM, 23 Haziran 2018 (Cumartesi) günü San Francisco, California'da ACM Yıllık Ödül Akşam Yemeği'nde, Turing Ödülünü Hennessy ve Patterson'a resmi olarak sunacak.
RISC mimarisinin mucidi - David A. Patterson
David A. Patterson ile başlayalım. Ünlü RISC mimarisi aslında kendisi tarafından icat edildi. Diğer bir deyişle, SPARC, DEC, ARM ve MIPS dahil tüm yüksek performanslı veya düşük güçlü RISC işlemcilerin atasıdır. Dünyanın en yaygın akıllı bilgi işlem terminali, yani akıllı telefon ürünlerinde kullanılan ARM mimarisi, temelde RISC mimarisinin bir dalıdır. Tüm bilgi işlem alanlarındaki tüm RISC işlemcileri toplanırsa, bunlar dünya çapında gönderilen 160 yüz milyonlarca işlemcinin% 99'undan fazlasını oluşturur.
Patterson 1947'de doğdu ve 1969'da Los Angeles California Üniversitesi'nden matematik alanında lisans derecesi aldı. 1970 ve 1976'da Los Angeles, California Üniversitesi'nden bilgisayar bilimi alanında yüksek lisans ve doktora derecesi aldı. 1976'da doktorasından mezun olduktan sonra Berkeley'deki California Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü'ne katıldı.
1994 yılında American Computer Association'a (ACM Fellow) seçildi.
2004-2006 yılları arasında American Computer Association'ın başkanlığını yaptı.
2016 yılında, Profesör David Patterson, Berkeley'deki California Üniversitesi'nden emekli olduğunu duyurdu.Okul, bilgisayar mimarisindeki 40 yıllık akademik kariyerini anmak için bir emeklilik töreni düzenledi. Bir yıl sonra profesör, Google TPU ekibine katıldığını ve Google'ın TPU belgesinde de imzasının bulunduğunu açıkladı.
Profesör Patterson, Berkeley Üniversitesi'ndeki ekibi uzun vadeli RISC araştırmaları yürütmek üzere yönetti ve dünya genelinde RISC işlemcilerin geliştirilmesine ve ilgili uygulamalarına büyük katkılarda bulundu; 2003-2005 ve 2004-2006 yılları arasında ABD Başkanının Bilgi Teknolojileri Danışma Komitesinin bir üyesiydi. Yıllar boyunca Uluslararası Bilgisayar Topluluğu'nun başkanıydı; aynı zamanda RAID'in geliştiricilerinden biriydi.
Wisconsin-Madison Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü müdürü Mark Hill, Profesör Patterson'un bilgisayar mimarisi açısından "20. yüzyılın ikinci yarısının en seçkin insanlarından biri" olduğuna inanıyor. Profesör Patterson ve Profesör Hennessy'nin ortak kaleme aldığı bilgisayar mimarisi kitabının son 25 yılda bu alandaki en etkili ders kitabı olduğunu söyledi.
Hennessy ve Patterson tarafından önerilen RISC, azaltılmış komut seti bilgisayarı (azaltılmış komut seti bilgisayarı) anlamına gelir. Bu tür bir mikroişlemci daha hızlıdır ve öncekinden daha az güç tüketir.
1960'lardan beri, bilim adamları mimarinin karmaşıklığını nasıl azaltacaklarını araştırıyorlar.Bu, o yıl Stanford ve Berkeley'de iki Turing Ödülü sahibi tarafından yürütülen ve RISC yönteminin uygulanabilirliğini açıkça ortaya koyan ve bunu yapan çalışma oldu. Kavram, akademi ve endüstride iyi bilinmektedir.
O zamanki popüler karmaşık komut seti bilgisayarından (CISC) farklı olarak, RISC yalnızca bilgisayarın iş yükünü azaltan ve aynı zamanda gerekli transistör sayısını azaltan küçük bir basit temel talimat seti gerektirir.
https://www.cs.utexas.edu/users/fussell/courses/cs352h/papers/risc.pdf
Patterson'un Berkeley ekibi, 1982'de ilk RISC işlemci prototipini üretti: RISC-1. Bu işlemcinin 44.000 transistörü var, ancak performansı 100.000 transistörlü CISC işlemcisinden daha iyi.
Bundan sonra, RISC işlemcileri ticarileştirme sürecine başladı. 1984'te Hennessy, Stanford ekibinin çalışmalarını ticarileştirme girişimi olan MIPS Bilgisayar Sistemleri'nin kurucu ortağı oldu.
Kısa süre sonra Sun Microsystems (Sun), Berkeley ekibinin çalışmalarını ticarileştirerek SPARC mikro mimarisini başlattı.
Başlangıçta, birçok bilgisayar mimarının RISC hakkında şüpheleri vardı, ancak MIPS ve SPARC'nin sektördeki başarısı, RISC'nin düşük maliyeti ve bir dizi takip araştırması gelişmesi, giderek daha fazla mimarın bunu kabul etmesine neden oldu.
RISC, kademeli olarak bir dizi sürekli ve tekrarlanabilir yöntem haline geldi ve 1990'ların ortalarına gelindiğinde tüm alanda baskın pozisyonu işgal etti. Tabii ki, masaüstü bilgisayarlar çağında, Sun ve MIPS Intel tarafından aşındırıldı, ancak mobil çağ geldiğinde, enerji tüketimi ve boyut gereksinimleri aniden arttı ve RISC, ARM tarafından bir kez daha ileri taşındı.
David A. Patterson RISC mimarisini icat ettikten sonra, orada durmadı. Ayrıca, RISC-V Vakfı'na katılmak için Google'ı temsil etti ve yönetim kurulu üyesi oldu. Amaç, ücretsiz ve açık RISC-V komut seti mimarisini açık işletim sistemi Linux kadar erişilebilir hale getirmektir. Pazar memnuniyetle karşılıyor.
Burada RISC-V'den bahsetmek önemlidir. Bu mimari SiFive'ın kurucu ortağı ve baş mimarı Krste Asanovic tarafından icat edildi. RISC-V'nin temeli Google, Microsoft, Qualcomm, AMD ve Huawei dahil altıdan fazla şirketten oluşuyor. On üyeden oluşur ve yapının gelişimini ortaklaşa desteklerler. MediaTek ve NVIDIA da dahil olmak üzere, IP ve tasarım ve üretim maliyetlerinde giderek daha pahalı hale gelen ve tekel nedeniyle baskın görünen ARM mimarisinin yerini alacak kendi çözümlerini başlatmak için bu mimariyi kullanmayı planlıyor.
MIPS'in mucidi - John L. Hennessy
Hennessy 1953'te doğdu. 1973'te Villanova Üniversitesi'nden elektrik mühendisliği alanında lisans derecesi aldı. 1975 ve 1977'de New York'taki Stony Brook Üniversitesi'nden bilgisayar bilimi alanında sırasıyla yüksek lisans ve doktora derecesi aldı. Hennessy, 1977'de Stanford Üniversitesi'nde öğretmen oldu.
1981'de MIPS projesine başladı ve RISC işlemcileri araştırdı.
1984 yılında, araştırdığı ve geliştirdiği teknolojiyi ticarileştirmek için yıllık tatil zamanını MIPS Bilgisayar Sistemleri A.Ş.'yi oluşturmak için kullandı.
1987'de Willard ve Inez Kerr Bell Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Profesörü oldu.
Hennessy, 1989'dan 1993'e kadar Stanford Üniversitesi Bilgisayar Sistemleri Laboratuvarı'nın direktörü olarak görev yaptı.
1994-1996 yılları arasında Stanford Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü başkanı olarak görev yaptı.
1996'dan 1999'a kadar Stanford Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanı olarak görev yaptı.
1999 yılında Stanford Üniversitesi Rektörü Gerhard Casper, Stanford Üniversitesi Rektörlüğünün yerine Hennessy'yi atadı.
Casper 2000 yılında istifa ettikten sonra Stanford Yönetim Kurulu, Hennessy'yi müdür olarak Casper'ın yerine atadı ve bu durum 2016 yılına kadar devam etti. Bu süre zarfında Stanford, bölgesel bir eğitim kurumundan dünya çapında bir üniversiteye dönüşümünü tamamladı.Stanford dışındaki Silikon Vadisi de dünya yenilikçiliğinin motoru haline geldi ve Profesör Hennessy, tanınan "Silikon Vadisi'nin Vaftiz Babası" oldu.
Ayrıca Hennessy'nin 2004'ten beri Google'ın (daha sonra Alphabet Corporation) yönetim kuruluna katıldığını ve 2007'de bağımsız bir yönetici olarak görev yaptığını belirtmek gerekir.
Şubat 2018'de, Alphabet (Google'ın ana şirketi) ile birlikte 2017 mali raporunu yayınladı, ayrıca Alphabet'in üçüncü başkanı olarak 66 yaşındaki Hennessy'yi açıkladı.
Hennessy'nin zaferi, 1984 yılında, MIPS Computer Systems'ı Skip Stritter ve Dr. John Moussouris ile birlikte kurmasıyla başladı ve aynı zamanda MIPS mimarisinin orijinal tasarımcılarından biriydi.
MIPS mimarisi, RISC'ye dayalı türev mimarilerden biridir.Geçmişte uzun süredir çeşitli alanlarda ARM ve X86 mimarileri ile eşit düzeydedir. RISC mimarisinin en başarılı uygulayıcılarından biri olan MIPS, bazı detaylarda orijinal RISC mimarisinden farklı konseptler kullanır.Örneğin, MIPS mimarisi boru hattının tasarımını büyük ölçüde basitleştirir ve yazmaçların tasarımı ve kullanımı çok sayıda yazmaç eklemektir. En iyi performansı göstermesi için derleyicinin optimizasyonu yoluyla bu kayıtların kullanımını optimize edin. Orijinal RISC mimarisi, farklı yazmaçları farklı bloklara bölmek için yazmaç penceresi kavramını kullanır.Derleyici, yalnızca farklı ölçeklerdeki global veya yerel değişkenler için yazmaçları kullanabilir.Sınırlı sayıdaki değişkenlerde verimlilik sağlanabilir. Çok yüksek, ancak kayıt penceresinin kendisi bilgi işlem kaynaklarını tüketiyor.
Orijinal RISC mimarisinin en iyi yenilikçisi olan MIPS mimarisi, oyun konsollarında, ağ iletişim ürünlerinde ve çeşitli gömülü cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Ayrıca geçmişte süper hesaplama platformlarında yüksek performanslı bir hesaplama mimarisi olarak da kullanılmıştır. Sadece MIPS iyi yönetemedi ve mimari yavaşça değişti ve ana işletim sistemi ve ekipman ekolojik optimizasyon eğilimine uyamadı. Nihayet piyasa tarafından terk edildi ve British Imagination tarafından satın alındı. Ancak, Imagination MIPS'in kaderini tersine çeviremedi ve sonunda onu sattı Tallwood MIPS Inc (dolaylı olarak Silikon Vadisi risk sermayesi şirketi Tallwood tarafından sahip olunan bir şirket) bir Amerikan şirketinden bir İngiliz şirketine dönüştü ve sonunda Amerika Birleşik Devletleri'ne geri döndü, ancak ilgili patentler uzun süredir ARM tarafından bölünmüş durumda.
MIPS tasarımcılarından biri olarak, orijinal CPU mimari tasarımlarının çoğu John L. Hennessy'ye aittir.MİPS'in ihtişamı artık orada olmasa da, ilgili patentlerinin önemi ve tarihsel durumu silinemez.
Çığır açan ders kitabı
Bilgisayar mimarisiyle uğraşan tüm arkadaşların David Patterson ve John Hennessy'nin muhteşem şaheseri "Bilgisayar Mimarisi: Niceliksel Araştırma Yöntemleri" ni gördüklerine inanıyorum.
Bu çok etkili bir ders kitabı. Bu kitap 1990'da yayınlandı. Şimdi İngilizce 6. baskıya, Çince de 5. baskıya güncellendi.İkisini mühendis ve bilim adamlarına nesillere aktarıyor. Metodoloji.
Hennessy ve Patterson'un kitabı, çip tasarım dünyasında bir eğilime yol açtı, böylece insanlar artık sadece performans iyileştirmeleri peşinde değil, mimariyi tasarlarken enerji tüketimi, ısı dağılımı ve çip dışı iletişim gibi konuları dikkate almaya başladı.
Mikroişlemci tasarımı alanında, bu, mühendisler için bir analiz ve bilimsel çerçeve ve aynı zamanda bir metodoloji ve değerlendirme aracı sağlayan ilk ders kitabıdır.
Turing Ödülü hakkında:
Genellikle "Bilgisayar Alanında Nobel Ödülü" olarak adlandırılan ACM Turing Ödülü, 1966 yılında Amerikan Bilgisayar Derneği (ACM) tarafından kurulmuştur. Ödülün amaçlarından biri, bilgisayar biliminin öncüsü Alan Turing'i anmaktır. (AM Turing) ve özellikle bilgisayar endüstrisine önemli katkılarda bulunan bireyleri ödüllendirir. Kazanan, bilgisayar alanında kalıcı ve önemli bir teknolojik katkı olmalıdır. Turing Ödülü kazananlar için çok talepkar olduğu için, ödül prosedürü de son derece katıdır.Genel olarak, her yıl sadece bir veya iki bilim insanı ödüllendirilir ve 1966'dan günümüze kadar olan 53 yılda sadece 67 kazanan vardır. Turing Ödülü'nü kazananlara, tamamı Google sponsorluğunda 1 milyon dolarlık bir ödül (2014'ten sonra) verilecek.
İlgili istatistiklere göre, 2017 itibariyle, Stanford Üniversitesi Turing Ödülleri (mezunlar veya fakülte) sayısı dünyada birinci (26), Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (25) ve California Üniversitesi, Berkeley (25) Dünyada ikinci sırada yer alan Harvard Üniversitesi (14.) ve Princeton Üniversitesi (13.) sırasıyla dördüncü ve beşinci sırada yer aldı.
Şimdiye kadar sadece Yao Qizhi Turing Ödülü'nü kazandı. (2000)
Yıllar içinde Turing Ödülü kazananların listesi:
yıl
Çince çeviri
İsim
Katkı alanı
1966
Alan Paley
Alan J. Perlis
Gelişmiş programlama becerileri, derleyici yapısı
1967
Morris Wilkes
Maurice V. Wilkes
Kaydedilmiş program bilgisayarı EDSAC, program kitaplığı
1968
Richard Wesley Hamming
Richard Hamming
Sayısal yöntemler, otomatik kodlama sistemleri, hata algılama ve hata düzeltme kodları
1969
Marvin Minsky
Marvin Minsky
yapay zeka
1970 yılında
James Wilkinson
James H. Wilkinson
Sayısal analiz, doğrusal cebir, geriye dönük hata analizi
1971
John McCarthy
John McCarthy
yapay zeka
1972
Aizger Dikostcher
Edsger Dijkstra
Programlama Dili Bilimi ve Sanatı
1973
Charles Bachmann
Charles W. Bachman
Veritabanı Teknolojisi
1974
Gartner
Donald E. Knuth
Algoritma analizi, programlama dili tasarımı, programlama
1975
Alan Newell
Herbert Simon
Allen Newell
Herbert A. Simon
Yapay Zeka, İnsan Bilişsel Psikolojisi ve Liste İşleme (liste işleme)
1976
Michael Rabin
Dana Scott
Michael O. Rabin
Dana S. Scott
Belirleyici olmayan otomata
1977
John Bacchus
John Backus
Üst düzey programlama sistemi, programlama dili özelliklerinin resmi tanımı
1978
Robert Freud
Robert W. Floyd
Verimli ve güvenilir yazılım tasarımı için metodoloji
1979
Kenneth Iverson
Kenneth E. Iverson
Programlama dili ve matematiksel semboller, etkileşimli sistemlerin tasarımı, APL kullanarak öğretim, programlama dili teorisi ve pratiği
1980'de
Tony Hall
C. Antony R. Hoare
Programlama dilinin tanımı ve tasarımı
1981
Edgar Cod
Edgar F. Codd
Veritabanı sistemleri, özellikle ilişkisel veritabanları
1982
Stephen Guk
Stephen A. Cook
Hesaplama karmaşıklığı
1983
Ken Thompson
Dennis Rich
Ken Thompson
Dennis M. Ritchie
UN işletim sistemi ve C dili
1984
Nicholas Voss
Niklaus Wirth
Programlama dili tasarımı, programlama
1985
Richard Sazan
Richard M. Karp
Algoritma teorisi, özellikle NP-tamlık teorisi
1986
John Hopcroft
Robert Tayan
John Hopcroft
Robert Tarjan
Algoritma ve veri yapılarının tasarımı ve analizi
1987 Yılı
John Kirk
John Cocke
Derleyici teorisi, büyük ölçekli sistem mimarisi ve azaltılmış komut seti (RISC) bilgisayarlarının geliştirilmesi
1988
Ivan Süzeran
Ivan Sutherland
Bilgisayar grafikleri
1989'da
William Kahan
William Morton Kahan
veri analizi
1990
Fernando Cobatt
Fernando J. Corbató
CTSS ve Multics
1991 Yılı
Robin Milner
Robin Milner
LCF, ML dili, CCS
1992
Butler Lampson
Butler W. Lampson
Dağıtılmış, kişisel bilgi işlem ortamı
1993
Uris Hartmanis
Richard Stearns
Juris Hartmanis
Richard E. Stearns
Hesaplamalı karmaşıklık teorisi
1994 Yılı
Edward Feigenbaum
Raj Reddy
Edward Feigenbaum
Raj Reddy
Büyük ölçekli yapay zeka sistemi
1995 yılı
Manuel Bloom
Manuel Blum
Hesaplamalı karmaşıklık teorisi ve kriptografi ve program doğrulamada uygulaması
1996
Amir Bernoulli
Amir Pnueli
Sıralı mantık, program ve sistem doğrulama
1997
Douglas Engelbart
Douglas Engelbart
Etkileşimli bilgi işlem
1998
James Nicola Gray
James Gray
Veritabanı ve işlem işleme
1999 Yılı
Frederick Brooks
Frederick P. Brooks, Jr.
Bilgisayar mimarisi, işletim sistemi, yazılım mühendisliği
2000'ler
Yao Qizhi
Andrew Chi-Chih Yao
Sözde rastgele sayı üretimi, kriptografi ve iletişim karmaşıklığı dahil olmak üzere hesaplama teorisi
2001
Ollie-John Dahl
Christen Negart
Ole-Johan Dahl
Kristen Nygaard
Nesne yönelimli programlama
2002 Yılı
Ronald Levister
Adi Yaz
Leonard Adelman
Ronald L. Rivest
Adi Shamir
Leonard M. Adleman
Açık anahtar şifreleme (RSA şifreleme algoritması)
2003 yılı
Alan Kay
Alan Kay
Nesne yönelimli programlama
2004 Yılı
Havalandırma Cerf
Robert Kahn
Vinton G. Cerf
Robert E. Kahn
TCP / IP protokolü
2005
Peter Knoll
Peter Naur
Algol 60 dil
2006 yılı
Francis Allen
Frances E. Allen
Derleyiciyi optimize etme
2007
Edmund Clark
Alan Emerson
Joseph Sfarkis
Edmund M. Clarke
Allen Emerson
Joseph Sifakis
Bilgisayar donanımı ve yazılımındaki tasarım hatalarını tespit etmek için otomatik yöntemler geliştirin
2008 Yılı
Barbara Liskov
Barbara Liskov
Programlama dili ve sistem tasarımı uygulaması ve teorisi
2009 yılı
Charles Thacker
Charles Thacker
İlk modern bilgisayarı tasarlamaya ve üretmeye yardımcı oldu
2010 yılı
Leslie Valente
Leslie Valiant
Birçok bilgi işlem teorisine devrim niteliğinde katkı
2011 yılı
Judas Burr
Judea Pearl
yapay zeka
2012Shafei Goldwasser
Silvio Mikari
Shafi Goldwasser
Silvio Micali
2013 yılında, kriptografi ve karmaşıklık teorisi alanındaki öncü çalışmalar nedeniyle Leslie Lamport, bilgisayar sistemlerinin güvenilirliğini ve kararlılığını geliştirme alanına olağanüstü katkılarda bulundu.2014Michael Stonebrake
Michael Stonebraker
Modern veritabanı sistemlerinin temelini oluşturan kavram ve uygulamalara temel katkılar 2015Whitfield Diffie
Martin Herman
Whitfield Diffie ve Martin Hellman, asimetrik şifrelemenin kurucularıdır. 2016'da Tim Berners-Lee, World Wide Web'in mucidiydi. 2017'deDavid Paterson
John Hennessy
David A. Patterson
John L. Hennessy
RISC işlemcisinin icadı
