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那位要重塑 CPU 的 19 岁少年,高中辍学后被麻省理工招去搞科研

本帖由 漂亮的石头2015-07-30 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    如何看待 19 岁少年想做出在目前 Intel 同等计算性能下降低 80% 功耗的全新电路系统芯片?

    [​IMG] 匿名用户

    因为机缘巧合,我和新闻中这个少年的创业公司一起工作了两周,对他们的思路也算有一定了解。

    事情是这样的,这个少年在某学术会议上发言,由于思路和我导师比较相近,就被引荐给了我导师。由于我导师对 memory 方面很在行,而他们的长处在于微处理器架构,于是就导师把他们邀请到我们课题组工作了两周,双方取长补短。新闻中的这个 Thomas 和他的 CTO Paul 两个人过来的。他们昨天的飞机刚飞回加州,这两周有不少有意思的事儿,暂且不表。先认真答题。

    首先他们的 Target 是 High Performance Computing(高性能计算,以下简称 HPC,主要应用于超算),而不是我们日常用的 General Purpose Computing(通用计算)。而 HPC 这个领域做芯片的一大优势,就是很少用考虑向前的兼容性(对比于 x86),而且可以针对大多数 HPC 应用的特点对架构进行特别的优化。夸张点说,就是根据软件的行为设计硬件,砍掉一切不需要的部件,从而达到效率最大化。另外他们所说的指标,应该是从系统层面来比较的,而非单个芯片进行比较

    下面根据他们公开过的资料说一下他们一些独特的思路。

    • 采用 VLIW (Very Long Instruction Word)架构。简单来说就是几条并行的流水线,可以同时执行多条指令。由于超算应用中有大量的并行运算(矩阵向量运算等),因此非常适合并行化,采用 VLIW 流水线利用率比较高。相比于 multi-issue,out of order 的通用芯片,硬件逻辑可以更简单。很多 DSP 芯片都是采用 VLIW 架构,可以达到很高的(浮点)性能功耗比,已经完爆现在的 Intel 产品了,但要让他们跑 Windows 什么的一样抓瞎。。所以题主在这里用 Intel 的芯片和 VLIW 架构比较是不太恰当的,毕竟设计目的不一样,就好像比较超跑和拖拉机哪个更好一样……耕地当然用拖拉机了~~
    • 完全摆脱虚拟内存!这个听起来好像疯了,但其实在超算领域反而 make sense,因为超算一般一次只跑一个程序,或者很少的程序,很少需要 context switching。因此一个地址空间够用了。而传统的通用芯片因为支持虚拟内存,不知要做多少无用功。去掉虚拟内存和 paging,硬件上就不用 TLB 了,系统层面也不用再不停维护 page table 了。这是很大的开销,尤其是超算集群,相互访问内存是很麻烦的。
    • 砍掉 Cache,采用软件管理 Scratchpad Memory。这个听起来也是疯了。。传统的芯片都是有 Cache 的,cache miss 和 coherence 是架构设计者永远的痛。而超算领域,写超算应用的人一般都是知道自己在干嘛(know what they're doing)。于是他们的芯片里会有一部分访问速度会很快的 Scratchpad Memory 代替 cache,但只不过是由程序员手动管理而非交给硬件管理的。这样也可以砍掉相当多的硬件电路,效率也更高。
    • 采用 2D-Mesh,static routed 网络。这一点是他们的初始思路,但讨论过后发现可能会有问题,所以他们现在其实也还不是很确定以后会不会这么做。所以这点也不展开了。

    如果以上几点能做到的话,比现在采用 Intel CPU+Nvdia GPU 的超算超算省电真心不是一点半点。当然他们的思路比较激进,不知道后面会遇到怎么样的问题,不过现在看来还是很可行的。

    最后默默感叹一下,虽然这两位少年都很谦虚且平易近人,但是那种智商和能力上的碾压让我真正体会到了人和狗的差距 T T

    感觉大家对八卦都更感兴趣么,补充一点好了

    CEO 是一个 19 岁的娃,高中都没读完就辍学了,然而因为太耀眼还是被 MIT(麻省理工学院)相中去!做!科!研了!!注意,不是被 MIT 录取读本科读 PhD,是直接去 MIT 做!科!研!了!在 MIT 工作了大概两三年以后辞职创业,现在才 19 岁!!!

    我们第一次见他的时候并不知道他才 19,只是看他满脸青春痘应该还是挺年轻的。。有一天工作之余大家开始讨论《权力的游戏》(别说我们工作不认真啊),后来说唉第一本书是哪年出的啊?谷歌了一下,《冰与火之歌》第一卷出版于 96 年,然后这位少年嘀咕了一句“That's older than me”……我们其他人就……

    说他是天才,智商是一方面,关键是 19 岁就有如此强大的知识储备和洞察力。平时工作的时候,我们这些研究新生只能和他讨论一些技术层面的细节问题,但一旦他提起一个什么 idea,多半还是得和我们导师或者组里的大师兄才能聊得来。。他对 Computer Architecture(计算机系统结构)这方面的历史了解的非常多,经常能讲出一些他出生以前就发生的事儿。。

    后来有一次聊天得知他家就在硅谷当年 DEC 的工厂附近(现在很多人都没听说过 DEC 了吧),周围住的基本都是工程师,父母是做什么的我没有问不过十有八九也是做 IT 的。我觉得他年纪这么小就有如此强大的积累和敏锐的直觉,和他的家庭成长环境是分不开的。

    CTO Paul 没有 CEO 那么耀眼,不过也是很聪明,从小就是代码小神童的感觉。大学只上了两年就辍学加入 Thomas 的创业公司,但在此之前他就已经是 Linux Kernel Contributor 了。。CEO 对他的评价就是"he learned Linux before he was born"。我们工作的这两周他说话比较少,就是埋头写代码,专注程度让我羡慕。但我们一旦有点能请教他的技术问题,打断他一下分分钟就给我们解决……

    两个娃人都很 nice,完全没有恃才傲物的感觉。能跟他们合作也是很开心~

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