對計算機體系結構研究的一點認識-XiaZhao.PDF

專欄 第?10?卷??第?6?期??2014?年?6?月

對計算機體系結構研究的一點認識

錢學海

關鍵詞 ：計算機體系結構　研究方法 美國加州大學伯克利分校

美國斯坦福大學最近在一份報告 中分析 了過去 20 年 間出現的幾乎所有的處理器，發現

編者按：

處理器性能提 高了約 1 萬倍 。這使得像深度 學習等 20 多年前還是遙不可及的技術 ，在今天強大的計

算能力的支持下，釋放 出巨大的潛力。該報告進一步指 出，在 1 萬倍 的性能提升 中，半導體工藝貢

獻 了 100 多倍 ，計算機體 系結構貢獻 了 80 多倍 。由于處理器在信息領域的基礎性與普適性 ，計算機

體 系結構技術的進步對整個信息領域的快速發展起到 了重要的推動作用。而該領域的四大國際頂級會

議 (ISCA , HPCA , MICRO, ASPLOS) 1 則是技術進步的思想源泉 ，幾乎所有計算機體 系結構領域的重大

技術突破都是最早發表在這四大會議上。加 州大學伯克利分校的錢 學海博士是體 系結構領域的新星，

過去 5 年在四大會議上發表 了 7 篇論文，對計算機體 系結構研究有相 當的理解和造詣。為此 ，本期專

欄特邀錢 學海與讀者分享他對計算機體 系結構研究的認識。

應CCCF 之邀，很高興能在 者研究生的計算機體系結構課程 若具備兩者之一就是好的研究。

此分享自己的一些研究體會和見 后的體會。其實計算機體系結構 對于什么是 “重要”的問題，不

聞，希望對大家的工作和研究有 是一門充滿活力和貼近實際的重 同學者有不同的看法，但我們可

所幫助。 要學科，是軟件和硬件的橋梁， 以用一個通俗的標準來概括，即

1964 年阿姆達爾(C. M . Am- 同時也是信息產業的支柱之一。 解決方案能否提高 “效益”(提高

dahl) 在介紹IBM360 系統時提 性能或降低能耗)。這個標準相對

出 ：計算機體系結構是程序員看 研究心得 簡單，也得到大家認可。在第二

到的計算機的屬性，即概念性結 個標準中，同行對于有挑戰性的

構與功能特征。雖然這個定義簡 什么是好的研究？這可以從 問題通常都有統一的認識，解決

明準確，但若沒有一定的實踐經 兩個方面衡量，首先看研究的問 方案的新穎性也不難被專家發現。

驗，則會覺得其抽象含糊。我相 題是否重要，其次看是否提出了 談到研究方法，最重要的是

信這也是一些學生在修完本科或 有挑戰性或者新穎的解決方案， 對研究問題有深刻的認識。這不僅

1 ISCA: International Symposium on Computer Architecture ，計算機體系結構國際研討會；

HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture ，高性能計算機體系結構國際研討會；

MICRO: International Symposium on Microarchitecture ，微體系結構國際研討會；

ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems ，編程語

言和操作系統的體系結構支持會議。

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意味著對現有工作了如指掌，知道 己的研究問題上。計算機科學有 如果有至少一個正面評價，就進

它們的不同和不足，還需要思考 很多領域，每個領域的研究方法 入第二輪。第

總結

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