黄金时代！
Feb 13th, 2019
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本文内容节选自2017年图灵奖得主John Hennesy (Stanford)和David Patterson (UCB)在体系结构顶会ISCA’18的lecture
A New Golden Age for Computer Architecture:
Domain-Specific Hardware/Software Co-Design,
Enhanced Security, Open Instruction Sets, and Agile Chip Development
历史
RISC vs CISC
这个放以后有时间再写。
现状
技术上的限制
- 登纳德缩放定律(Dennard scaling)的失效：能耗成为主要约束
- 摩尔定律(Moore’s Law)日渐式微：晶体管数量提升减缓
结构上的限制
- 无法继续提升指令级并行，单机时代终结(2004)
- Amdahl定律以及它的推论终结简单的多核时代
未来
机会在哪？
- SW-centric
- 现代的脚本语言都是被解释的、动态类型、重用性高
- 便利于程序员但不利于执行
- HW-centric
- Combination!
简单的Python乘法
- 用C写可提升47x
- 加并行循环366x
- 加内存优化6727x
- 加SIMD指令62806x
领域特定结构(DSA)
- 通过裁剪结构仅适合领域特征来提升性能
- 并非一种应用，而是整个领域的应用
- 需要更多领域特定知识
- 例子：
为什么DSA能赢
- 更多高效并行
- 更好优化内存访问
- 消减不必要精度
- 领域特定编程语言
- OpenGL, Tensorflow, P4
- 如果DSL维持无关结构特性，那么编译器设计将会很复杂，如Tensorflow的XLA
开放的指令集
RISC-V
安全
可验证的(verifiable)
敏捷开发(Agile HW)
- 云FPGA->所有人都能设计和定制化硬件：FireSim
- 敏捷硬件开发->所有人都可以支付得起制造小芯片：Chisel