AI芯片时代拉开帷幕

John L. Hennessy前斯坦福大学校长亨尼斯

David A. Patterson加州大学伯克利分校退休教授帕特森

近日，美国计算机协会（ACM）宣布，前斯坦福大学校长亨尼斯John L. Hennessy和加州大学伯克利分校退休教授帕特森David A. Patterson获得2017 ACM 图灵奖，以表彰他们在计算机体系结构的设计和评估方面开创了一套系统的、量化的方法，并对微处理器行业产生了深远的影响。

两位体系结构宗师获奖 实至名归

对于两位获奖者，ACM给出的获奖理由是，他们为设计更快、更低功耗以及精简指令集（RISC）微处理器创建了一套系统的、量化的方法，他们的方法具有持久、可重复的原则，已经被几代体系结构设计师应用于学术界和工业界的许多项目，有助于实现移动和物联网革命。与此同时，他们合著的教科书《计算机体系结构：量化研究方法》，具有开创性，加快了过去25年整个行业的创新步伐。

RISC，全称Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机。与复杂指令集计算机不同，精简指令集计算机这种中央处理器设计模式只使用一组简单、通用的指令，从而减少了晶体管使用量，降低了生产成本。帕特森于1982年建成并演示了第一台RISC-1处理器。RISC-1原型拥有44,000个晶体管，性能超过了使用100,000个晶体管的传统CISC设计。两年之后，亨尼斯与MIPS计算机系统公司共同开启了斯坦福大学团队的工作，主要进行基于 RISC 架构的二次研发等工作。

尽管当时许多计算机架构的设计师对RISC持怀疑态度，但随着RISC设计成本降低、研究深入，RISC也被广泛接受。到20世纪90年代中期，RISC微处理器在整个行业占据了主导地位。ACM称，今天，全世界每年生产的超过160亿个微处理器中，有99%是RISC处理器，它们被用于几乎所有智能手机、平板电脑和数以亿计的嵌入式设备中，这些设备组成了物联网（IoT）。

《计算机体系结构：量化研究方法》，这本书被奉为计算机领域里的“圣经”，书中提出了科学的新方法论。亨尼斯和帕特森在书中鼓励架构设计师们仔细优化自己设计的系统，以支持不同的内存和计算成本。他们的研究也促使人们将研究方向从寻求单纯的性能提升转向设计架构时考虑能耗、散热，以及片外通信等问题。这本书的开创性在于，它是第一本提供体系结构分析和科学框架的书籍，并且为工程师和设计人员提供了评估微处理器设计的方法和评估工具。

两位共事谷歌 AI芯片时代已然到来

此次两位体系结构宗师获奖最受关注的是，这对未来芯片、计算机硬件方面的发展会产生什么影响？

从芯片发展过程来看，RISC处理器曾有段时间被英特尔的芯片取代了，英特尔投入了大量的精力和心血来开发一种与之竞争的芯片。但随着计算技术扩大到智能手机、平板电脑及其他小型设备，越来越多的厂家开始关注功耗和空间，更多的芯片选择了RISC处理器。随着芯片逼近物理极限，谷歌、Facebook和亚马逊等互联网巨头正将任务推向众多更简单的处理器，帕特森曾表示说：“我预计RISC在将来会发挥重要作用。”

针对此次获奖，有评论认为，在AI硬件架构设计火热的今天，将图灵奖授予给两位体系结构宗师，这将势必会推动AI芯片时代的到来。目前，亨尼斯和帕特森均供职于Google。今年2月1日，亨尼斯担任Google母公司Alphabet董事会主席。帕特森同样在Google负责处理器架构研发工作，是TPU项目团队成员。而TPU是Google开发的一款AI专用芯片，主要用于提高人工智能计算任务的执行效率。TPU便是AlphaGo的AI专用芯片。两位体系结构宗师共事于谷歌，就预示着谷歌将要在处理器体系架构上加大投入，AI芯片时代的大幕已然拉开。