中科院專家談計算機體系架構研究獲「圖靈獎」，附新科圖靈獎得主親述

近日，有著「計算機界的諾貝爾獎」之稱的「圖靈獎」揭開面紗。國際計算機協會宣布，美國科學家約翰·軒尼詩和大衛·帕特森獲得2017年度圖靈獎，以表彰二人開創了一種系統的、可量化的方法用以設計和評價計算機體系架構，並對精簡指令集（RISC）微處理器行業產生深遠影響。

在國際計算機協會（ACM）官網公布的信息中，微軟公司創始人比爾·蓋茨評價軒尼詩和帕特森的貢獻為「已被證明為整個行業蓬勃發展的基石」。

將靈感設計變成可重複科學

說到此次獲獎的RISC系統是什麼，中科院計算技術研究所研究員、中科院「龍芯」CPU首席科學家胡偉武用工廠生產線向記者作了比喻。

「比如工廠生產線生產的產品大小、規格都一樣，效率就會很高。如果每個產品大小、規格都不同，則效率很低。」胡偉武說，RISC系統表面現象就是指令變得簡單通用，而內在邏輯則是系統實現起來比較高效，這是它的核心所在。

事實上，在計算機技術發展的歷程中，人類一直在孜孜不倦地追求對其性能的提升，並獲得了一定的突破。

中科院計算所計算機體系結構國家重點實驗室研究員、中科院計算所先進計算機系統研究中心常務副主任包雲崗告訴《中國科學報》記者，這其中一方面是工藝層面的貢獻，也就是將晶體管做得越來越小，以便在同一晶元上安放更多的晶體管；另一方面在於如何充分利用晶體管，而這就需要體系結構來設計。

「有研究顯示，在過去20餘年，體系結構處理器性能提升了大約1萬倍，這其中體系結構和工藝方面的貢獻各自佔100倍左右。」包雲崗說。「體系結構使得處理器的性能變得很高效，程序的執行時間從幾天變成幾分鐘。」

此次兩位科學家獲獎更讓硬體研究者看到了希望。「在當下各類應用都比較多，人工智慧、區塊鏈、大數據也都比較熱的情況下，『圖靈獎』卻頒給了計算機領域內做底層硬體的兩位大師，這對我們做硬體的研究人員是一個極大的認可和鼓舞。」中科院計算所研究員韓銀和說。

顛覆設計理念

「如今，每年生產的超過160億枚微處理器中，99%都使用了RISC處理器，幾乎所有智能手機、平板電腦和嵌入式設備都會用到。」國際計算機協會網站有關軒尼詩和帕特森研究成果的介紹中，如此評價二者研究對產業的影響。

「整個晶元產業每年有幾千億美元的產值，他們確實對信息技術做出了巨大的貢獻。」包雲崗稱。不過，專家分析稱，兩位科學家此次獲獎還與其開創的新處理器設計方法對處理器設計帶來的顛覆性影響密切相關。

包雲崗將此前處理器設計比作藝術設計。「設計出來，好就是好，不好就是不好，高手可以設計出佳作，而普通人卻只能望洋興嘆。」然而，軒尼詩和帕特森卻把處理器設計「為什麼好」「怎麼才能好」變成了一門可重複的科學。

二人不僅將處理器設計的透徹分析撰寫成《計算機體系結構：量化研究方法》一書，並且自己通過研製RISC處理器親自對書中的思想進行了驗證。

「這本書在全世界銷售了近百萬本，幾乎所有處理器設計者和系統軟體設計者人手一本，相當於改變了人們傳統設計處理器的思想和觀念。」包雲崗說。

近年來，我國在體系結構研究上發展迅速，但國內對體系結構的研究特別是核心晶元和系統設計，卻存在「跟隨美國的思維方式太重」的問題。

「在這個人工智慧新時代背景下，中國企業需要用自己的發展思維，不斷縮小差距並趕超乃至領先。」 中科院計算所研究員、中科睿芯董事長范東睿說。

對此胡偉武表現的更有信心。他表示，國內指令體系技術已實現，比如龍芯CPU已實現了多指令發射和可程序「超車」功能，「只是火候上還差一點」。在他看來，再經過兩三年的時間，我國自主研發的CPU性能將與國外主流CPU相當。

未來前景可期

在各國積極構建物聯網和發展人工智慧的當下，兩位科學家成果的影響還有望在新技術的推動中進一步得到延展。

「體系結構是整個計算機複雜系統搭建的重要基石，在當前最火熱的人工智慧等熱點技術中都體現著最核心的價值。」范東睿表示。

物聯網、人工智慧等技術的發展，其本質上是處理能力和效率的提升。在范東睿看來，物聯網和人工智慧等應用本身所體現出的高通量特性逐漸突出並成為瓶頸，高通量計算技術則成為了突破這一瓶頸的核心。

「晶元和系統能夠在限定功耗、限定時間的條件下算的更多更快，是物聯網、人工智慧不斷發展的核心因素，這不但依靠工藝的進步，更得益於體系結構技術的不斷突破。」他說。

事實上，物聯網比較重視處理器能耗，如果能夠設計一種很高性能功耗比的處理器，對於物聯網具有很大吸引力。包雲崗指出，二人的方法不僅可以用來指導高性能處理器，也可以指導低功耗處理器，並在兩者之間尋得平衡。

此外，採訪中專家也表示，此次「圖靈獎」有可能為未來埋下了伏筆。包雲崗介紹稱，此次獲獎的帕特森對計算機產業還有兩大貢獻。「比如存儲技術——磁碟冗餘技術RAID，這項技術也開闢了一個新產業，今天的存儲市場有500億美元的產值，他在其中扮演了重要的角色。」他說。

專家預測，未來獲獎者或許並非軒尼詩和帕特森本人，但極有可能他們的合作者會因為其技術研發摘得「圖靈獎」。

2007年有一篇計算機歷史博物館對David Patternson的採訪，採訪中，Patterson教授介紹了他當年求學、求婚、科研經歷，講述了早戀早婚、如何誤打誤撞的進入了Berkeley、 如何開展了RISC的研究、RAID如何讓EMC重新獲得新生的巧合，當然還有他和John Hennessy教授的那本經典教材的幕後故事，下面就讓我們一起走近這位傳奇人物背後的故事。

口述歷史：David Patterson

問：我是John Mashey，計算機歷史博物館的理事。好，那我們直入正題吧。Dave，請給大家講講你以前的故事吧，比如你是怎麼選計算機這一行的。

David Patterson：我是我們家裡第一個從大學畢業的。我父親曾上過大學，但他最後還是沒能從大學畢業。我熬到畢業了，所以我比他強一點。那時我們高中開了大學數學預修課，我記得我上了一門微積分課。那門課的老師上課時總說他人生最大理想就是成為一名保險精算師。我也想成為一名精算師，但我其實也不知道精算師是做什麼的，就覺得和數學有關，所以就選了數學專業。我在UCLA上本科，大三時有一門數學課取消了，所以我就只能選了一門計算機的課算學分。那時我知道什麼是計算機，但其實我並不感興趣。我想是那門課讓我對計算機產生了興趣。

問：那是什麼時候？

Patterson：那是1967年。當時其實沒有計算機專業，我對計算機產生了興趣後，就開始上其他計算機課，後來遇到了一位剛畢業的博士生Jean Lubert，他還沒出去找工作，留在學校幫忙教教書。我上了Jean的編譯課，一下子就喜歡上了這門課，課堂表現也很出色。我想是在大四時，我決定改行了，改做計算機。於是Jean幫我找工作，把我推薦給各個實驗室，最後他給我找了一份網路員的工作。

這份工作對我太重要了，那時我生活有些拮据，主要靠打工上學，養家糊口。我在大三前就結婚了，應該是19歲，不好意思，我結婚比較早，不過不是閃婚，我和太太12歲認識，16歲開始約會的。所以那時我主要靠打工養家糊口。後來我就去實驗室工作，但我沒想過讀研究生。後來覺得讀研似乎經濟上還比較划算，所以就想拿個碩士文憑，但我們的大兒子已經出生了，所以我心裡很忐忑地問太太，「我能讀研究生嗎？」我太太說，「沒問題，我很喜歡UCLA的學生宿舍。」聽到這句話，我心裡就踏實了。感謝UCLA的學生宿舍！

Patterson：我當時只想讀個碩士學位，可是實驗室的人都想要讀博士。他們覺得我也可以讀個博士。於是我就和太太說，「嗯~ 我喜歡這裡，你覺得我可以讀個博士嗎？」。

她說，「好啊，如果你覺得自己足夠聰明，那就讀吧。」這樣我就瞎打瞎碰成了博士生。

問：那麼後來你怎麼到了伯克利？顯然今天你已經在伯克利紮根了。你的家也在那兒。明顯你找對地方了。

Patterson：嘿，我是一個很會講故事的人啊，現在你們都坐好了，聽我慢慢講。我在UCLA讀了很久，中間又生了老二，你知道，我需要養家糊口。我的弟弟妹妹都開始買房子了，我還在住學生宿舍。我心裡想是時候該找個工作了。但我沒有面試的經驗，也沒人指導，只能靠自學。

我完成了研究項目後就開始找工作了。有個朋友在馬里蘭大學當教授。我去那做了個報告，不過講得很不好，只有20分鐘。朋友把我拉到一邊說，「Dave，1個小時的學術報告至少應該講40分鐘啊。」後來我又面了科羅拉多的兩所大學，他們都要我了，但我和太太都對那的環境不太滿意。我太太Linda是在加州北部長大的，她喜歡北加州。所以她說，「我想我們應該去伯克利，我很想在那裡生活」。我當時就懵了，跟她解釋，「Oh~~ 親愛的，你可能還不知道學術界的潛規則，UCLA比伯克利檔次低啊，我要去Berkeley是不太可能的。」我太太說，「哦，那好吧。」後面開始不斷地嘮叨我。我的申請開始有結果了，還有了個貝爾實驗室的Offer。有一天，我太太又問，「伯克利怎麼樣了？」我說，「嗯，我申請了，但他們還沒給我答覆。不過我有貝爾實驗室的offer了。」我太太很不滿意，埋怨道，「進展太慢了，你該給伯克利打電話！」

問：那是什麼時候？

Patterson：是1976年。是1976年春天。面試後期我太太一定要我給伯克利打電話。我也被逼無奈，就硬著頭皮給Berkeley計算機系主任打了電話，說「喂，你好，我是Dave Patterson。我已經有了貝爾實驗室的Offer，我想問問Berkeley的申請怎麼樣了？」巧的是系主任Elwyn正好剛從Berkeley跳到貝爾實驗室了，我心想，「嘿，系主任也去了貝爾實驗室，這可能是好事，說不定Berkeley會給我機會。」Elwyn在電話里跟我說，「嗯，好的，我知道，你在申請人中排前十，但不好意思，還不是前五」。我當時一聽，心想還不錯，至少排前十了。後來才發現，Elwyn對所有的申請人都這麼答覆。不過他答應把我的簡歷找出來再看看，因為那時Berkeley決定做硬體。他們已經招了Al Dspain，然後就把我的簡歷給了Al。Al看完我的簡歷，很感興趣。他出差時順便到UCLA和我聊了聊，然後邀請我在六月去Berkeley面試。這次我做了個很好的報告，聽眾反響很不錯。就這樣我拿到Berkeley的Offer了。

問：如果我沒聽錯的話，今天的那麼多收穫還多虧了你太太的嘮叨啊。

Patterson：是的，沒錯。我太太在我的生活中起了非常重要的作用。因為她，我有了今天的工作。那時，學術界的工資比較低。我想我還保留著當年的聘書，年薪一萬二。那時我的兩個妹妹都有房子了。我對太太說，「Linda，我們在學校宿舍住了很久，過去我們在經濟上做了很大的犧牲。現在我找工作又要去一所學校，你是不是想讓我去一個公司然後買房啊？」她反問我，「如果你現在放棄Berkeley，先去公司，那以後你改變主意還能再回Berkeley嗎？」我說，「哦，這個不太可能」。「好，那如果你先去伯克利，然後再想跳到公司呢？」「這個還是很容易」。她說「那就好了，去Berkeley，我們會窮一些，但我們會很驕傲」。所以，在過去 40 年裡的很多時刻，我太太都起了關鍵作用。如果沒有她那麼多無私的決定，我就不會在這裡了。

在伯克利的研究

問：現在你到了伯克利。談談你在那裡的研究工作吧。

Patterson：我是1977年1月到伯克利的。大家都想讓我做並行結構，我也很感興趣，所以我就打算做並行結構。我找了已經是副教授的Al Despain做Mentor。我們開始談論如何做多處理器，我們目標非常宏大。想從頭到尾重新設計微處理器，程序語言和操作系統。實際上我們什麼資源也沒有，沒有任何資助，也沒有計算機，只能共用系裡的機器，然後寫寫文章、技術報告。

有一天，原來在CMU的Sam Fuller教授給我電話。之前我在找工作時和他打過交道。後來他去了DEC，他說「嗨，我喜歡你做的微程序研究。我們也正在用微程序設計VAX，但發現很多bug和其他問題。你願意來DEC交流交流嗎？把你的技術轉讓給我們，如何？」我說，好啊，我願意。

1979 年的秋天，我就申請學術休假，去了麻省的一個做VAX小型機的分部。在DEC的那段時間，我停下手中的研究，有時間去思考一些我以前沒考慮過的問題。比如，在學術界做研究的優勢和劣勢是什麼？在學術界哪些可以做？哪些又做不了呢？你需要什麼資源？你又有什麼資源呢？在DEC正好給我時間去思考這些問題，那段時間某種程度上成了我研究生涯的轉折點。

工業界的項目

問：我有點好奇。你做了很多和工業界有關的項目。是什麼樣的經歷讓你開始這麼做？因為我知道有很多的學術界的人做了很多有趣的研究，但和現實世界是脫鉤的。

Patterson：我想這是因為我沒得到過很多的指導吧，沒人告訴我該幹什麼，我也沒在大課題里干過，都是自力更生，必須自己搞定一切。我們是做體系結構的，當時已經有人在賣微處理器，所以有產業基礎，對吧？我覺得這很關鍵，這不像那些還停留在哲學層面，需要反覆辯論的東西，我們有想法，就能找到地方去試驗這些想法。所以不斷和工業界互動就很重要，一方面當你覺得有好想法時他們可以來檢驗你的想法，另一方面，他們會幫你發現研究問題，幫你確定一個問題是否重要。有趣的問題很多，但它們又有多重要呢？所以我總是在和工業界互動中判定一個問題重要還是不重要。

問：不管怎麼樣。你回到伯克利了。

Patterson：是的，我回到了伯克利，但我帶著工業界第一手體驗回來的。當時大家都認識到微處理器是計算機的未來。但問題是在哪兒？我在DEC時有接觸過微程序晶元的開發，做一點改動就會出現一堆bug。所以我在回Berkeley前就開始寫一篇關於未來VLSI設計的報告。我認為，首先VLSI是微處理器的未來，但我們必須直接用微程序，還需要提供打補丁方式來修改微程序中的bug。我把文章投到IEEE Computer雜誌，但被拒了。Review意見是：這是一種愚蠢的設計計算機的方法，用這種方法設計計算機毫無意義，要額外的存儲，要增加成本，還有打補丁，簡直就是胡說八道。

所以我面臨兩個設計方法，一個是用微程序但一堆bug的VAX設計方法，另一個是我提出的設計微處理器的愚蠢的辦法。怎麼辦？兩個似乎都是對的。我在DEC的思考讓我想清楚了如何利用學校的資源來做事，那篇文章被IEEE Computer以這種評論拒了，促使我決定啟動RISC項目，因為我當時滿肚子都是火。

我一月份回來後的第一個學期，開了一門研究生的高級課。課上，我們寫了很多RISC的報告，要選課的學生來審查這些想法。我在開課時就想好怎麼在大學裡做好這些事。好了，每門課都有個最後時限吧，這個是嚴肅的，不是開玩笑的，如果學生項目沒完成，那就要不及格了。

問：這很像現實世界發布產品。

Patterson：是的，第一課用模擬器驗證想法，下一課就是真做一個微處理器。那是個秋季學期，我們做RICS 1，另外兩個人做RISC 2。一開始分別被稱為藍軍和紅軍，後來我們才改為RISC 1和RISC 2。紅軍的兩人是沒有課程限制，隨便做，做一個比藍軍更好的東西。其他人只是當作業做。那兩位同學最後變成他們畢業論文工作了。這是一個系列課，從我回來的第一課開始，到做成晶元已經是幾年後的事了。回想一下那時的情景，能做出晶元真是覺得有些不可思議，你對現在的人講「嗨，它可是有四萬個晶體管，那有多難啊！」但對我們，這是我們做出的第一個硬體，而且能工作。我們是和DEC那樣的巨人在對抗。

問：回顧那段時間，大學和前沿技術靠的非常近，能做有意義的前沿工作，但其他很多時候大學要爬的山還是比較難的，那時好像是大學做研究的黃金時期。

Patterson：我同意。我想這是80年代初。

RISC的後來

問題：那RISC後來呢？

Patterson：在一個夏天看到進展了，我們做的晶元真的能工作。所以我寫了論文初稿——「The Case for Reducing Instruction Set Computers」。我把初稿發已經畢業去貝爾實驗室工作的學生。他做了很多批註，都是很重要的正面反饋，所以他也成為了論文共同作者。但是我很清醒，冷靜地思考，我們還需要一些負面反饋，需要一些辯論。我其實心裡有底，因為我們已經有了足夠的結果，看到這些結果時我就覺得「哇，我們應該能行」。我想如果把這些結果發表的時候，能引起大家爭論，那就會對我們有利些，多少會對技術轉讓有幫助。

所以我們寫完文章後，發給了在DEC的朋友們。我做事的方式是希望能儘快得到各方的反饋。我把論文寄給了在DEC一起工作過的Doug Clark，又發給了Bill Strecker。Bill回信問，「你們為什麼把這個發給我？」。我們說，「我們想這篇文章發表到Computer Architecture News上，但還沒有推薦」。「好，我們會寫一篇文章來駁斥你們的觀點」。聽起來很不錯，我喜歡這種公開爭論學術觀點的方式。所以我們寫了RISC的文章。他們寫了駁斥。文章發表在Computer Architecture News上。這是一種實力不均衡的對話，一邊是來自Berkeley的菜鳥，一邊是令人膜拜的DEC VAX的架構師。

我們雙方不斷爭論，我開始興奮了，我想， 「嗨，這是一場戰鬥！」我們的爭論引起更多人開始關注，大家開始討論這些想法。但到後來大家討論時似乎有情緒了，有人直接說「你講的是個危險的想法，應該停下來。」好吧，反正當時兩種完全對立的觀點，人們討論時很激動。後來John Hennessy也加入成了我的戰友，我們在ISCA會議上有一系列辯論，每次都好幾個小時，應該是辯論了三次，每次幾乎所有參會的人都到了，因為這一場戰鬥，有人加入，有人圍觀，反正很火爆。等等，讓我插一句，大家都好奇，「嘿，挑起戰鬥的是誰？」「原來兩個菜鳥助理教授，還不是終生教授吶！」所以我和Hennessy兩人讓那些大公司十分惱火。可能因為我的個性，我在這場爭論中比John還過頭了點。所以，現在他是大學校長了，我還是個教授。那幫人估計真的對我很生氣。

問：我想你可能在其他地方惹著他們了。好了，那讓我們把時間往後推幾年，後來你似乎不做微處理器了，改去搞完全不同的東西了。

Patterson：嗯，我們看到RISC能工作，後來還是又做了一系列的RISC項目，當時做處理器非常熱門，它的速度也提高得很快。

後來，Berkeley把Randy Katz又招了回來，他是Berkeley畢業的，在外面轉了幾年。那時我們都用蘋果計算機，他也搞了一台，上面帶了軟碟機。一次他買了張空白軟盤，然後拿在手裡說， 「哇，看這個軟盤多小啊」。當時軟盤確實是很小的東西，也就5英寸多。Randy又問，「我們能用它們干點什麼？」我也不知道能用它做什麼？但我們覺得，它也許就像集成電路革命那樣，蘊含了新的機遇，可能暗示著什麼？我們在伯克利做的許多項目就是從這樣的問題開始的。

於是我們開始討論，處理器發展的非常快，我們應該用有什麼樣的存儲系統來應付這些高速處理器呢？而且，微處理器讓人們很容易就可以做多處理器。但磁碟只有這麼小，怎麼辦？顯然磁碟性能跟不上處理器發展速度，我們覺得應該找一種方案來解決這個問題。我們討論時想到了一個想法，哈，我們可以用很多小的磁碟來代替那些IBM大型機里的單個磁碟。我們寫了一篇文章，發給了Berkeley以前畢業的學生，現在IBM工作。這篇文章或多或少被那些學生給否定了。理由是，好，你們要用40個小盤替換一個大盤。然後呢？可靠性也要壞40倍，對吧？所以這個想法不靠譜。我們就說「嗯，很好的觀點。我們是沒有想到這一點。那我們就來想想怎麼能搞定可靠性問題。」於是，我們首先想到了第一個糾錯方案，然後是奇偶校驗方案，最後終於想到了RAID 5方案。然後我們又開始和人們談論這個RAID 5方案。

但大家反應是：「哦，我知道那個，就是串聯、鏡像嘛。」

我們說「oh，不是的，我們的想法和那個不同，我們是糾錯。」

「我知道那是什麼。Thinking Machine那些並行機不也做糾錯嗎？」 「額~ 不是的，我們的idea還是不一樣」。

看來我們需要好好解釋我們做了什麼，為什麼和其他的不同。我們需要寫一個分類（taxonomy）文章來解釋這些不同，我是第一作者，我就來列舉了各種方案。第一個是鏡像，我們叫它RAID 1。第二個是用糾錯，叫RAID 2；然後再奇偶校驗，但只能做大塊傳輸，叫RAID 3；然後一個變化是RAID 4。最後是我們想出來的新方案，就列為RAID 5。

那時我們正在做一個大項目，我們就想該怎麼處理這個RAID想法呢？我們覺得還是應該發表了。那下一個投稿截止日是哪個會議？是一個資料庫會議SIGMOD。於是我們向SIGMOD投稿了。

問：那篇文章讓你更出名了。今天也已經是很大的產業。

Patterson：對，RAID，還有網路存儲是很大的產業。還有個有趣的故事，我們正在宣傳RAID，那時在波士頓的EMC公司，生產兼容IBM插槽的廉價內存。

但IBM改變了內存插槽，逼的EMC不能再賣內存了。所以他們需要開發一種新產品，正好我們的文章到了他們桌上，於是他們就進入了存儲領域。可以說是IBM把他們從內存行業逼到了存儲領域，卻在存儲里做到了老大。

問：是啊，我以前在SGI的同事總是說，CPU是用來show的，I/O才是用來賺錢的。

Patterson：這個聽起來有點意思。

體系結構教科書

問：然後，我記得你和John Hennessy就開始寫那本量化體系結構的書了。

Patterson：對，就是在那個時候。我們在一塊好多年，當時我們為教材煩惱，那時的計算機結構教材就和商品目錄一樣，一張列表，這是研究項目A，這是計算機B，然後一個一個介紹。但RISC理念和這種描述方式很不同，所以我們覺得應該寫一本書了。而且那時我要當系主任了，從1990年7月1日開始。

我就跟Hennessy說，「John，因為我要當系主任了，我的學術生涯就要完了。寫本教材是估計是我能做的最後一個學術貢獻了。我們一起寫吧。」於是我休了學術年假，Hennessy也休學術年假，我們找到了DEC的西部研究中心作為討論的地方，我們每周去三次談論寫書的事。那段時間，Hennessy和我都覺得，這是我們寫博士論文以後最難寫的東西。我們花了許多時間，把寫書當做一個計算機項目，有alpha版，接著beta版，最後完成所有的設計，然後開始找出版商。我給書起了名叫「一種量化方法」，副標題是「計算機體系結構」。

問：關於那本書，我記得當時立即就把它作為一本重要的體系結構書讀了。

Patterson：oh，謝謝！

網路連接工作站NOW

問：讓我們再回到後來的研究工作。我記得有段時間你在做用網路連接工作站的項目NOW。我很好奇，誰在給你們項目起名字啊，你們項目縮寫名都很有名。

Patterson：哈，首先我想在學術界要找到一個好的縮寫名是不容易。我有一個同事喜歡根據天上的星星給項目取名，結果那名字我都不會讀，也不記得是什麼意思。我想我適合去銷售部門，因為我找到了一些竅門，首先縮寫名應該能表達項目的含義。然後，如果你要能挑選一個大家很容易記住的單詞來做縮寫名，如果這個單詞字母比較少，那就完美了。

問：嗯，沒錯，你去銷售部門也會有位置。所以，RISC，RAID，然後下一個是NOW。

Patterson：對啊。1990年我學術休假，去了Thinking Machine，看到他們用微處理器搭多處理器並行機。他們還是用造大型機的方式，用一堆晶元去搭並行機。我就想，如果用一堆工作站來搭會不會更好一些呢？因為我看到工作站技術更新非常快。你可以用一個盒子去搭，所有東西都放到一個盒子裡面，而且你可以買到一堆價格很便宜的盒子，因為Sun已經在量產工作站。我結束學術休假回到伯克利，就想，老天，Thinking Machine那種造機器的方式有多糟糕啊，現在網路也變得越來越好。我需要找人討論討論，找到David Culler，一個年輕人，在Thinking Machine干過；然後Tom Anderson加入研究操作系統，還有一些其他技術。我開了一門研究生課程來討論，慢慢課程討論有了眉目，我們有區域網，有工作站，這已經是一種多處理器並行機了，所以我們就啟動了NOW項目。

John Hennessy這次成了我的對手，我們做NOW，他們做DASH，分散式共享內存機器，支持Cache一致性而不是工作站機群。所以某種程度上這是兩種對立的設計哲學。做RISC的時候，我想和IBM、斯坦福合作，因為我們有共同的目標。但DASH和工作站機群， 則真的是對立的。我們的目標都是要造可擴展的大規模並行機，但技術路線則完全不同。

研究以外的工作

問：讓我們聊點別的。你當了一段時間系主任，後來你也做了一段時間的ACM主席。

Patterson：是的。

問：談談那些經歷吧。雖然這些不是研究了。

Patterson：對，那些不是研究，但我還是做了不少這類事情。我想當個主席來結束我的職業生涯，因為我的好朋友John Hannesey當了斯坦福的校長，這事激勵我也該找個什麼主席噹噹。後來還真找到了這樣的機會。

問：我們的問題快結束了，還是讓我們總結一下今天聊得那麼多事情吧，首先我想問的是，你覺得這些事情給你人生最大的體會是什麼？

Patterson：嗯，我是不是太老了？所以問我這種問題。（笑聲）

問：對不起，但我們倆都到這把年紀了。

Patterson：那好吧。如果要說最大的體會，我想是樂觀吧。當然不是盲目的樂觀，而是謹慎的樂觀。我做過很多只有五六成把握的事情，有的甚至只有四成把握，我總是說「去干吧，讓我們先試試看再說」。這種樂觀方式對我很有效。我想如果我稍悲觀一點，就不會給伯克利打電話了。當然也有很多事我沒有做成，所以我說是謹慎的樂觀。其他的體會的話，就是跟隨自己的心，follow your heart。有人讓我給些指導，告訴他們該做什麼，我想，天吶，如果你自己對做的事都沒有激情，很難想像你會成功。

最驕傲的時刻

問：所以你有很偉大的成就。你能回憶一下最驕傲的時刻嗎？不管是技術方面還是其它方面。

Patterson：哦，我想最驕傲的時刻是我家庭的點點滴滴。這一點毫無疑問。不過，這一路過來並不容易。我還記得當時結婚了，接著又生兩個兒子，心裡就覺得，慘了，要開始有麻煩了！第一個孩子出生時，我就覺得經濟上有些麻煩了，老二出生時，我感到強烈的經濟危機了。心想，嗨，我要變成一個真正的男人了，要養家糊口了。

收到伯克利的Offer也讓我感到非常驕傲。後來我又獲得伯克利傑出教學獎，伯克利給我Tenure時，我很高興，但又有點不安，我都懷疑他們是不是搞錯了，應該是給Peterson，而不是Patterson。

我想還有些其他的事情。例如，發現我們的晶元能工作那一刻，簡直就像是魔術。你一個bit一個bit的拼起來，存到磁帶中寄出去，過段時間晶元就回來了。但心裡就很忐忑，到底會發生什麼？會不會燒掉？能不能工作？會不會發生其他什麼事？

問：對於這些經歷，有沒有一些轉折點把你帶到了這條道路？

Patterson：回顧我的個人經歷，我想，Jean Lubert給了我很大幫助，幫我在本科是找到工作。我的太太為我在經濟方面作出了很多犧牲。在學術方面上，很明顯，去DEC對我影響很大，讓我能停下來思考在在學術界怎麼做有意義的研究工作。套用我剛才給的建議，跟隨你自己的心。有人會跟你說，「你想做什麼啊？很多人想讓我做這個？」或者是「你想做什麼啊？我打算做這個」我一般都回答，「嗯，好的，我做那個。」

計算機體系結構領域最大的貢獻

問：你有許多貢獻，你覺得哪幾個是對計算機體系結構領域最大的貢獻？

Patterson：哇，對這個領域最大的貢獻，這個問題不好回答啊。

問：或者說那些貢獻的影響力。

Patterson：影響力，我想RISC和那本量化方法書改變了人們設計計算機的理念。其實後來還有其他不同的理念，所以不僅僅是我一個人的影響力。至於RAID嘛，以前很多書講如何設計可靠系統，但市場很小。我想那時只有使用ECC的內存是常見的。如今RAID毫無爭議地成了存儲領域的標準。現在你再讀關於可靠性的各種技術，就會發現人們討論的很多可靠性技術，都在存儲領域有所使用了，這可能算是一個大的貢獻吧。

問：差不多要結束了。非常感謝你的訪談，謝謝，Dave。

Patterson：謝謝，John。

訪談結束。

來源：科學網

作者：王佳雯 韓揚眉

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