走近图灵奖大师David Patterson开挂的人生

Posted 2022-11-26 turingbooks

David Patterson成就无数，他是2017年图灵奖得主，也是RISC指令、磁盘冗余阵列RAID、工作站网络NOW三项重大技术的奠基人；他还是美国科学院、工程院、艺术与科学学院三院院士，作为加州大学伯克利分校最顶级的教授，退休之后加入Google，带领团队研发TPU这一颠覆AI产业的重大创新.....以上成就做出任何一项，就足以黄袍加身；而David Patterson却一人包揽数个大满贯。今天，就让我们走进大师一路开挂的彪悍人生。

半路出家误打误撞计算机

David受高中微积分课老师的影响，一直梦想着成为一名精算师。在加州大学洛杉矶分校上大三时，数学课被取消了，为了算学分，而选了一门计算机的课程，从那时起知道了什么是计算机并开始对计算机产生了兴趣。并在大四时决定改做计算机。

David 在加州大学洛杉矶分校完成硕士、博士的研究项目后，1977年1月进入加州大学伯克利分校工作。

研究生涯的转折点

1979年，David 在美国数字设备公司交流时开始思考在学术界做研究的优势和劣势是什么？在学术界哪些可以做？哪些又做不了呢？你需要什么资源？你又有什么资源呢？那段时间某种程度上成了 David 研究生涯的转折点。

David 带着工业界第一手体验回到伯克利。David 写了一篇关于未来 VLSI 设计的报告。他认为：首先 VLSI 是微处理器的未来，但我们必须直接用微程序，还需要提供打补丁方式来修改微程序中的 bug。但这篇文章当时被认为是一种愚蠢的设计计算机的方法，用这种方法设计计算机毫无意义。

这也促使 David 决定启动 RISC 项目。

RISC架构的奠基人

1981年，David 带领团队起草了RISC-1,它正是今天RISC架构的基础，1982年， RISC-I处理器发布。

新理论的诞生从来都不是一帆风顺的，David和美国数字设备公司资深架构师曾公开的进行学术观点争论，而后 John Hennessy 加入成了David的战友。ISCA 会议上也有一系列辩论，每次都好几个小时。David  还曾在后来的采访中开玩笑的说道：“可能因为我的个性，我在这场争论中比 John 还过头了点。所以，现在他是大学校长了，我还是个教授。那帮人估计真的对我很生气”。

RISC微处理器的研发为移动互联网和物联网提供了基础支撑，被认为是“计算机行业发展史上真正重要的五六项技术之一”，比尔·盖茨也称“RISC微处理器已被证明是整个行业蓬勃发展的基础“。如今，每年生产的超过160亿个微处理器中有99%是RISC处理器，并且几乎在所有智能手机、平板电脑和构成物联网（IoT）的数十亿嵌入式设备中都能找到。

圣经读本：《计算机体系结构》

那时的计算机结构教材就和商品目录一样，RISC 理念和这种描述方式很不同，David和John Hennessy决定自己动手写一本书。

David 休了学术年假，和John Hennessy一起每周三次谈论写书的事。从1990年英文版第一版出版开始，本书就是这个领域内最优秀的学习资料，两位作者David 和 John 持续写作这本书已有27载，影响了几代工程师和科学家，直到现在这本书依然是计算机体系结构领域案头必备的圣经读本。最近，本书的第6版中文版由图灵教育出版。

计算机体系结构

本书主要讨论促使计算机性能在 20 世纪取得飞速增长的体系结构思想和编译器改进，导致这些剧变的原因，以及 21 世纪体系结构思想、编译器和解释器面临的挑战和富有前景的方法。

书中系统地介绍了计算机系统的设计基础、指令集系统结构、流水线和指令集并行技术、层次化存储系统与存储设备、互连网络以及多处理器系统等重要内容。

另外，本书对近些年火热的云计算、手机客户端技术、人工智能等相关内容也有涉猎。

本书既可作为高等院校计算机专业本科生或研究生教材，也可作为从事计算机体系结构或计算机系统设计的工程技术人员的参考书。

计算机领域最高奖项：图灵奖

2018年3月，David Patterson 和 John Hennessy 两人共同获得图灵奖。ACM 的颁奖词这样评价他们的工作：“他们为计算机体系结构的设计和评估开创了一个系统的、量化的方法，并对微处理器行业产生了持久影响”。

John Hennessy与David Patterson

他们的研究对很多芯片的发展都产生了巨大的影响，从Arm到Alpha再到PowerPC,这些芯片被广泛运用在如今的智能手机、物联网、平板电脑、服务器等设备中。

为Google开创AI重大创新TPU

早在2013年 David学术假期时就曾加入过Google，参与了一个叫Pixel visual core的项目，主要是在Pixel 2手机硬件上，加速图像处理等事宜，实现高清逼真的照片。

2016年在学术研究中度过了40个春秋后，David 从伯克利退休，同年7月以杰出工程师的身份加入了谷歌大脑团队。如今，David已经成为TPU的主要传道人之一，为几代 TPU 的研发做出了卓越贡献。

谷歌自身的许多产品和服务，比如谷歌图像搜索、谷歌翻译，都需要运用深度学习神经网络。这就对算力有了更高的需求，一般的GPU、CPU很难维持。所以TPU应运而生。

第一代TPU被应用到了大名鼎鼎的AlphaGo上，2022年5月正式推出新一代人工智能ASIC芯片TPUv4，一个TPU v4 pod就能达到1 exaflop级的算力，实现每秒10的18次方浮点运算，算力再刷新高！

出席2022全球软件研发技术大会

David Patterson于近日接受Boolan邀请，将出席12月2-3日在上海万豪虹桥大酒店举办的SDCon 全球软件研发技术大会，就下一代计算的发展趋势和未来方向做重要主旨演讲《计算的未来 The Future of Computing》！

除了David Patterson外，大会还邀请了来自阿里、腾讯、字节、美团、快手、大疆、Bilibili、eBay、Linkedin、平安、汇丰、新浪、中兴 等头部企业的近50位专家，围绕云原生系统、系统软件、Web与大前端、新一代数据与存储技术、架构设计与演进 、高可用与高性能架构 、软件质量与效能 、数字化转型 、推荐系统 、大数据与智能应用、算法框架与平台、机器学习架构 共12大主题展开深度研讨，让我们期待一场大师智慧+实践干货的技术盛宴！