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高光荣:期待“数据流”在中国再逢春

发布时间:2019-06-07 04:44 来源:未知 编辑:admin

  在数据流的技术前沿方面,中国有条件也应起到主流和主导的作用,外国人将会到中国来学数据流。

  这就是杰出华人科学家、美国特拉华大学电子与计算机工程系终身教授高光荣眼中的“数据流体系结构”。30多年学术生涯,一直从事高性能系统结构研究的高光荣“咬定青山不放松”,坚守数据流研究阵地,取得了多项重要和有独到性的突破。其中最突出的贡献是创立并发展了数据流体系结构,并在一系列大型并行系统项目中开展应用。

  不久前,IEEE计算机学会在第50届MICRO会议(计算机体系结构领域历史最为悠久的顶级会议)上将2017年度“罗摩克里希纳劳奖”颁发给他,以表彰其在“指令级并行和数据级并行编译技术以及微架构研究领域的卓越贡献”。

  这个奖项含金量十足:由IEEE计算机学会进行严格评选,且每年只有一位获奖者。高光荣也成为全球第七位、中国大陆第一位获得该奖项的科学家。

  “获得这个奖,我觉得不仅是对我个人(的肯定),更多是对数据流体系结构方法或思想的认可。”高光荣在接受《中国科学报》记者独家专访时表示,目前计算领域对使用数据流结构思想解决问题的需求越来越多,硬件上对其支持能力也越来越强,这让曾经一度冷门的数据流开始慢慢“升温”。

  接受记者专访时,高光荣刚刚在“2017全国高性能计算学术年会”上主持了一场长达四个半小时的国际学术论坛。年过七旬的他不顾疲累完成了采访。在他耐心的介绍中,记者得见“数据流思想”全豹之一窥。

  “数据流思想是对冯诺依曼结构的一个突破。”高光荣向记者介绍说,计算机诞生伊始,单核模式的冯诺依曼结构就像“单兵作战”。但是随着处理的问题复杂性的提高,单核模式的能耗和散热问题逐渐成为瓶颈。随即,多核模式的“编队作战”模式被放在桌面上。然而,多核模式虽然能够实现整体资源的充分利用,降低功耗和散热,但面临“军队管理”的问题。

  “数据流体系结构就是高效管理多个这种编队的办法。”高光荣说,数据流模型可以实现对整体资源的充分调度和利用,这正是它“简单而又强大”的一面。

  “它既非常简单、容易理解,同时又很强大、富有智慧。我刚到MIT时就被推荐在Jack Dennis教授(Jack Dennis是数据流概念提出者之一,笔者注)门下。听他讲了数据流以后,一下子就被吸引了,就觉得自己一定要做这个。”高光荣告诉记者,三四十年来,数据流经历过一次“冰河期”,很多人都离开了。“但我对数据流的信任一直没有动摇过。”

  作为体系结构领域的一大分支,数据流体系结构曾经由于受到硬件处理能力的限制,受到计算机领域研究者的冷落。而对于数据流体系结构领域的介绍与普及也仅限于课本中的一个章节,中国数据流的土壤也曾是一片贫瘠。

  中科院计算所研究员范东睿在美国访学期间,受到高光荣数据流思想的熏陶。经过十余年潜心钻研,范东睿如今已经在中国的土地上孵化出了以数据流思想指导,研发高性能、高通量众核处理器的创业企业北京中科睿芯科技有限公司(简称中科睿芯)。

  在中科睿芯,数据流思想被充分运用到具有高通量流式处理的一系列产品当中:中国首颗高性能众核睿芯处理器SmarCo-1,曾被Microprocessor Report评为全球十大服务器处理器之一;SmarCo-2则成为全球首款高通量众核视频处理芯片;SmartSys-Media系列高通量音视频加速系统,在国内得到了广泛的应用。范东睿向记者透露,中科睿芯研制的“高通量人工智能一体机”也将于近日正式发布,该产品将数据流思想与人工智能应用有机结合,可提供从AI计算平台、管理调度与分析平台到深度学习框架的端到端解决方案,并可在语音识别、图像识别、无人驾驶等AI领域实现规模化应用。

  “这个芯片(指睿芯)就是应用了原汁原味的数据流的思想,我还曾用过他们早期的产品。”高光荣觉得,这让他有一种“播种后迎来收获”的满足。

  “在数据流的技术前沿方面,中国有条件也应起到主流和主导的作用,外国人将会到中国来学数据流。”高光荣认为,如今中国国力渐强,各方面的基础条件已趋完善,现在正是“做事情的地方”。

  国力强大是大环境,小环境是中国多年来在人才吸引和培养方面也取得了很大的成绩。“年轻人都起来了,开放的窗口也越来越好,越来越多的高水平人员来中国交流,有的干脆回来工作。”基于此,高光荣认为,数据流正迎来“中国主导”的机会。

  高光荣告诉记者,在计算机体系结构的设计中,诞生过很多种想法,但数据流是“活得最长、最有生命力的”。而由于数据流与人工智能之间的“天然联系”,他更看好数据流的前景。

  “数据流概念结构和人工智能有着几乎天然的联系。”高光荣向记者介绍说,历史上人工智能的低潮,与数据流的低潮几乎是一致的。而从另外的角度,人工智能计算往往是“不规则的”或“非既定的”,这也与数据流“善于并行做不规则的事情”的特点非常相像。

  “就像人脑一样,计算机数据流的思想强调并行、不规则计算,从这个角度上来讲,数据流思想或将对未来人工智能发展带来长足的支持。”高光荣说。

  数据流这次“回春”,是不是“就绪”了?“比上一次好多了。”高光荣说,颁奖那天,他曾说“数据流架构未来是很有希望的”,但现场的微软杰出工程师Doug Burger认为并非如此简单:“在我看来,利用数据流实现计算机体系结构的变革在未来是不可避免的,而高教授开创性的贡献已为这条变革之路指明了方向。”

  “用数据流的思想来考虑计算、设计的问题,的确能够将问题看得更透彻、更清楚,发展的路子也更宽广。”高光荣说。

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