新智元报道
来源：awards.acm.org
年计算机体系结构 奖Eckert-Mauchly奖颁发给威斯康辛大学麦迪逊分校教授MarkD.Hill，表彰他对存储系统和并行计算机的设计和评估作出的杰出贡献。本文还带来了对Hill教授的专访，Hill认为中国的计算机体系结构研究 是 、有创造性的。
Eckert-Mauchly奖是计算机体系结构领域最负盛名的奖项，以年诞生的世界上 台电子计算机ENIAC的两位发明人JohnPresperEckert和JohnWilliamMauchly的名字命名。
Eckert-Mauchly奖始于年，由ACM和IEEE计算机协会共同赞助，该奖项表彰对计算机和数字系统体系结构的贡献，奖金美元。历史获奖人中有六位最终获得了图灵奖，包括获得图灵奖的DavidPatterson。此外还有一批接近图灵奖的大神们，比如GeneAmdahl、SeymourCray、GordonBell等。
年Eckert-Mauchly奖颁发给威斯康辛大学麦迪逊分校教授MarkD.Hill，表彰他对存储系统和并行计算机的设计和评估作出的杰出贡献。作为 的存储系统研究人员，Hill在高速缓存、存储一致性模型、事务性存储和模拟等领域做出了开创性的贡献。Hill与多名共同作者的著作已被引用超过次。
MarkD.Hill教授
MarkD.Hill是当今计算机体系结构学术圈内最知名的学者之一，他于年毕业于密歇根大学安娜堡分校（UniversityofMichigan,AnnArbor），年在体系结构大师AlanJaySmith的指导下于加州大学伯克利分校（UniversityofCaliforniaBerkeley）取得硕士学位，年在AlanJaySmith和另一位体系结构学术界泰斗DavidPatterson的指导下获得伯克利的博士学位。此后MarkHill一直活跃于学术界，在计算机体系结构领域的许多问题上都做出了卓越贡献，包括缓存一致性、TLB设计，事务内存，确定性重演等，其中有八篇论文入选IEEEMicro 论文荟萃（IEEEMicroTopPicks），对MarkHill的学术著作的总引用数超过两万，他的另一项广为人知的贡献是现在体系结构教科书上必须提及的Cache3C模型。由于MarkHill在内存和缓存子系统上的杰出贡献，他于年和年分别入选IEEEFellow和ACMFellow。目前MarkHill是威斯康辛大学麦迪逊分校（UniversityofWisconsin-Madison）的计算机科学系系主任。
在20世纪80年代，Hill开发了关于缓存失效的“3C模型”。“缓存失效”(cachemiss)是指计算机的缓存中没有找到软件或硬件请求处理的数据。cachemiss会导致延迟，因为程序或应用程序必须在其他位置访问数据。Hill的3C模型将这些缓存失效的情况分为“强制失效”（Compulsorymiss）、“容量失效”（Capacitymiss）和“冲突失效”（Conflictmiss）。这个模型很有影响力，因为它带来了一些重要的创新，比如受害者缓存(victimcaches)和流缓冲器（streambuffers），现在已经成为计算机体系结构教科书中的标准概念。
许多人认为Hill在缓存一致性模型方面的工作是他最重要的贡献。他与学生SaritaAdve一起，为DRF开发了SC：一个使用顺序一致性(SC)的一致性模型，可以避免数据竞争(dataracefree，或DRF)。Hill的SCforDRF模型对计算机架构师产生了重大影响，特别是当多处理器变得无处不在的情况下，架构师不得不考虑在架构和实现中使用哪种内存一致性模型时。在Hill为DRF开发SC多年之后，它成为了Java和c++内存模型的基础，并且最近，SCforDRF模型与图形处理器（GPU）一起被用于理解异构处理器的内存一致性。
Hill的第三个主要贡献是他在事务性内存方面的工作，这是一种最小化临界区阻塞的技术。Hill与DavidWood一起开发了LogTM事务性内存系统，这是最早的、且被广泛引用的事务性内存方法之一。这个系统 次使事务超出了它们的缓冲区和缓存容量，使得程序员可以更容易地实现事务。
Hill(与DavidWood等人)也对并行计算机的评估做出了重要贡献。例如，威斯康辛州的风洞项目率先在并行机器上运行快速并行模拟。Hill还开发了其他重要的工具来评估内存系统和并行计算机，包括Dinero缓存模拟器、GEMSfullsystem模拟器和gem5，这些工具已经被研究人员和实践者引用了多次。BadgerTrap是他 开发的工具之一，研究虚拟内存行为。Hill对虚拟内存的实现也有重要的影响。例如，他提出了“pagereservation”的概念，现在在Linux中使用。
Hill将于6月22日至26日在亚利桑那州凤凰城举行的ACM/IEEE计算机体系结构国际研讨会(ISCA)上正式获得该奖项。
专访MarkD.Hill教授：中国在进行 的、有创造性的研究
年ASPLOS(计算机体系结构领域的一个 国际会议)期间，中科院计算所先进计算机系统研究中心*博文同学等一组人采访了MarkD.Hill教授，谈到中国的体系结构研究、学术界与工业界的关系、学术研究的品味、如何帮助中国的体系结构学术圈保持健康进步等问题。
新智元经授权转载如下：
访谈人物-MarkD.Hill
关于中国的体系结构研究以及ASPLOS
采访小组：您怎样看待ASPLOS与其他几个体系结构 学术会议MICRO，HPCA，ISCA的关系？
Mark：ASPLOS的意义是让体系结构连接操作系统和编程语言。20年前，体系结构研究社区有一段难以维持的经历，ISCA[1]差点办不下去，做微结构的人不愿意去改指令集，而操作系统和编程语言研究社区的人对不具备兼容性的设计都不买账，当时对ASPLOS的需求还不那么明显，但是后来摩尔定律变慢，能效就必须来自于跨层次的协作优化，现在ASPLOS的重要性就大大高于20年前。
采访小组：这是ASPLOS 次在中国举办，国内有声音认为这是中国进入体系结构学术圈核心竞技圈的一个标志，不知您如何看待？
Mark：首先，计算机体系结构年会（ISCA）已经于年在北京举办过。过去这些年，中国在计算机体系结构，乃至整个计算机科学研究上的进展确实令人印象深刻。
采访小组：是的，几位中国大陆的青年教授告诉我们ISCA08改变了他们这一代体系结构研究人员，例如那一届ISCA过后，陈云霁老师就发表了中国大陆有史以来 篇HPCA论文。现在已经过去了十年，现在中国又有了 篇MICRO 论文，ASPLOS 论文…
Mark：对，我觉得这里面很重要的一点是，为了这样一篇论文，你必须有很好的idea，然后必须用一种学术会议接受的语言把它清晰地表达出来，包括围绕这个idea的故事。由于你们来自中国，你们在这方面会有劣势。中国的研究人员克服了这种语言劣势，令人印象深刻。我自己很幸运，我写论文用的是自己的母语。
采访小组：除了语言之外，您怎样看待中国的体系结构研究质量？您是否认为中国的研究质量已经能够与美国并驾齐驱，或者仍然有所落后？
Mark：我觉得从研究角度上来说，不能断言说整个美国有一个什么样的研究水平，因为有的人研究质量很高，也有的人研究质量参差不齐，有的人研究兴趣比较广，有的人则研究面比较窄，我觉得这在中国也是一样的。现在的区别是，中国确实在进行 的、有创造性的研究，而二十年前，中国的研究更多的是做一些增量式的改进。某种程度上来说，中国的公司也是一样的，二十年前他们是快速跟随者，但是现在则是创新 。例如现在中国的手机已经不再跟随iPhone，它们在很多需要本地化的方面远强于iPhone。
关于学术界与工业界的关系，以及学术研究的品味问题
采访小组：我们觉得自己是一个后进者，还需要做很多事情去追赶对于美国来说已经完成的成就。例如说，威斯康辛大学麦迪逊分校和工业界保持着有成效的合作关系，比如威斯康辛与Intel，与AMD的合作，而在中国这种学术-工业合作才刚开始孵育，我们希望能听听您的意见。
Mark：建立与工业界公司的关系确实有困难。你可以想象，工业界的人非常忙碌，时间宝贵，所以你拿出来的东西要对他们有价值，例如让他们提前接触学生，能提出单独帮助那个公司的idea.关键的一点是，不要去做跟公司的下一代产品太贴近的东西，这会让工业界的人紧张，并且由于无法获取公司内部的资源，大学在这类工作中通常处于劣势。选择那些工业界还不愿意投入资源去做的东西是则是一件好事，例如，我们在本届会议上有一篇论文（当然是学生做的主要工作），关于非易失性内存，把非易失性内存挂在内存总线上。但这什么时候会真的变成现实，工业界并不知道，他们甚至不知道这会不会发生。而我们就可以开始研究这些，因为我们并不需要决定这些东西会在下一代、下下代、下下下代产品上使用，而工业界的人会很高兴看到我们在做这个，虽然他们现在并不愿意自己去做，但他们可以看到我们对一些解决方案的规划，并对学生进行了解决这类问题所需的训练，这些学生之后就可以进入公司工作。
采访小组：我们现在跟工业界的公司有一些合作，例如帮助设计他们下一代处理器上的某个部件，并且有明确的性能要求……
Mark：工业界现在让你们去研究这个问题？
采访小组成员：是的。
Mark：我觉得这更像是一种“合同工”，的确有其价值，但与做一个公司的“研究伙伴”是不一样的。有一些我过去发现比较好的方式是，可以送学生去工业界实习，学生不能从工业界带回答案，因为公司对这有知识产权，但是学生可以从工业界发现潜在的问题，这就是好的研究点。
采访小组：所以您的意见是，我们并不太适合去做这种需求急迫的研究，作为替代，我们应该去做超前几代产品的研究？
Mark：是的，需求急迫的研究并不是大学的长处，这完全取决于现有的工业界复杂设计里面的种种细节，而这些信息都是你无法获取的。我就无法设计一个部件然后比Intel做的更好，他们在这个问题上了解的比我多太多了。一个例子是，Abhishek[2]在这届会议上有一篇论文，他观察到通过利用一些TLBmiss的信息，去指导预取。这是非常好的研究点，但如果工业界有人决定采用这个点子，我并不认为他们会完全按照Abhishek的设计去做，因为工业界对设计的细节了解更多。
采访小组：您刚才提到很重要的一点，就算研究成果被采用， 落地于产品的设计也很可能会与论文中的不同，那我们如何与工业界分享credit？
Mark：这是比较难的一个问题，工业界并不总是喜欢分享credit，无论你拿到的credit是什么样的，这种credit只会在学术界中通行。你的回报是得到了发明新设计的成就感，训练了学生，如果没有得到工业界给予的credit，我并不会因此失眠。工业界的人并不擅长给予credit，甚至有时会因此被告上法庭。但是这很难定论，被采纳的idea很少是从单独一个源头完整地来的，会经过修改，而且是别人的修改。我觉得credit有两种，一种是外在的，别人告诉你你干的很好，一种是内在的，你自己知道你很棒。我觉得内在的credit更重要，你必须在这一点上成熟，有很多人想要的是外在的credit。
采访小组：我们都很好奇，威斯康辛过去曾和Intel有过专利官司，现在也和苹果有专利官司，当您跟工业界有不一致的时候，您会怎么办？
Mark：那个专利是GuriSohi教授和他几个学生所有的。
Mark的学生：实际上是WARF所有的，所以应该是整个威斯康辛大学与外面公司的诉讼，而非几个教授或者学生。
Mark：是的。这是比较难的一件事情。看上去，那些公司认为这是一种更好的策略，就算偶有专利侵权，也倾向于选择诉讼而不愿意举行一次会晤告知然后付使用费。我希望Intel和Apple在使用前能来打声招呼，嘿我们用了你的专利，你应该享有credit，但是他们决定不去这样做。
采访小组：如果我们看过去这些年的计算机学术界发展，确实有一些成果推动了工业进步，例如多核，多线程，都是从学术圈出来的，但是现在这样的机会感觉变少了，不知道您现在如何看待与工业界的关系？
Mark：你是说，过去我们有研究成果进入工业界，但是现在我们能推进工业界的研究不如以前那么多了？
采访小组：是的，现在工业界掌控了大部分技术和数据，能够在真实的大规模数据上做实验，而学校只能去跟随工业界的工作，很难发表好的工作、做好的研究。
Mark：嗯，这里有两件事。一个是，现在也许有很棒的改变正在发生，但是我们并没有察觉它有多么棒，直到五年后，十年后。另一件事是，不要尝试去做那种让Intel的高端芯片变得更好一点点的那种研究，你很难做的比他们优化更好，应该去做那种非常不一样的、并且有帮助的idea。
Mark的学生：你知道PhD的含义吗？
采访小组： 性脑损伤（PermanetHeadDamage）？（笑）
Mark的学生：我是说实际含义（笑），事实上它是从哲学开始的。
采访小组：是的，我知道。
Mark的学生：你得做出哲学意义上的改变，才能够去做与工业界截然不同的工作，有时候是非常革命性的工作，才能在10年后，成为工业界标准。我认为Mark在事务性内存上的工作就做到了这一点。
Mark：我记得另一个例子，有一篇年的论文，提出了页保留（pagereservation）的概念，20年后，它进入了Linux。所以不要做优化型的工作，尝试做与众不同的工作。例如不要去做让 端的处理器的性能变得更好的工作，要尝试去做让物联网处理器的功耗比其他设计更低的工作。这届会议上也有人发表了用其他手段让指令集架构的特性更容易证明的论文，这才更像是好的体系结构研究，它可能不会被采用，但也有可能变得众人皆知。这不是一个小的改变，这是一个比较大的变化。关键是你要