米兰·(milan)中国官方网站-致敬传奇:中国并行处理四十年,他们从无人区探索走到计算的黄金时代
时代造英雄,或者英雄造时代,是汗青记载中的一个经典「耦合」问题。
犹如「先有鸡还有是先有蛋」的会商般,怪杰与奇世的瓜葛往往难分难舍。但当咱们着眼在现代科技史的变迁,这个吸引思辩学派别千年的哲学问题又往往可以或许获得一个如公式定理般的谜底——人材先在技能。
更直接点,就是先有立异人材的出生避世,尔后才有科技传奇的降生。
近十余年来,人工智能的冲破离不开算力的晋升,而并行处置惩罚则是近二十年来计较能力快速晋升的重要推手。
只管算力与算法、数据被广泛并称为人工智能的「三驾马车」,但却鲜少有人存眷到算力起飞暗地里的人物。特别于中国,从四十年前连顶尖学府清华年夜学都没有电脑与计较器,到今日于世界计较以致超算拥有话语权的强国,暗地里又有如何的故事?
回首计较的汗青,咱们发明:并行处置惩罚的体系性冲破始在20世纪80年月,而这一范畴的创始者恰是一名华人——1983年,其时于美国普渡年夜学任教的黄铠传授出书了《计较机布局与并行处置惩罚》一书,该书作为并行处置惩罚范畴的第一本国际性经典著作,鞭策了高机能计较的研究热潮,也为我国「863」规划上马智能计较机选型通用并行计较机起到了至关主要的作用。

图注:黄铠传授介入GAIR 2021年夜会
从高机能计较到普适计较、云计较,从PC平台到互联网平台、物联网平台,每个计较时代的成长都从体系布局成长最先,接着是体系软件、运用软件,末了跟着问题求解情况的成长而到达颠峰。并行处置惩罚作为解决单处置惩罚器速率瓶颈的最佳要领之一,已经成为计较机科学的焦点范畴,患上以蓬勃发展。
于已往的两年,雷峰网GAIR年夜会别离举办了「中国人工智能四十周年(1979-2019)」与「记念Thomas S. Huang:中国计较机视觉的四十年传承」两年夜致敬传奇的主题论坛,汗青厚重感与学术前瞻性兼具,得到极高会商度。
本年,GAIR年夜会继承相沿了往届传统,开设了「并行处置惩罚与体系布局40年」的圆桌论坛,从如今时任中国香港中文年夜学(深圳)校长讲席传授的黄铠博士出发,缭绕黄铠博士与其所开导的多位中国计较引领者的故事,诠释了一颗颗富有中国梦、中国心与中国魂的学者之心。
一、爱国粹者促学术交流
对于在上世纪中叶出生、于美留学的华人学生来讲,浩繁汗青与小我私家的激荡交叉中,最使人印象深刻的事务之一,莫过在70年月的「保钓运动」。
1969年,美国当局发布《美日结合公报》,声明将垂钓岛的统领权划归日本,引起于美华人的愤慨。在是,1970年至1971年间,美国高校的华裔学生掀起了一场大张旗鼓的保钓运动,很多厥后环球著名的华人学者如杨振宁、丘成桐、陈省身等均介入此中。
此外,彼时,因为中美还没有建交,年夜陆赴美的留学生百里挑一,以是介入者更多为港台留学生,黄铠是介入保钓运动最早的成员之一。黄铠于四岁那年随怙恃从上海去中国台湾,从小就对于故国有神往之情,想加深对于故国年夜陆的相识。

那一年,黄铠刚从夏威夷年夜学取患上硕士学位,前去加州年夜学伯克利分校读博。从60年月起,伯克利就是美国粹生「言论自由运动」的中央,其时也是海外华人「保钓运动」的年夜本营。于保钓运动的豪情传染下,黄铠对于故国的神驰与情感越发浓郁了。
在是,1974年,已经从伯克利博士卒业、时任普渡年夜学助理传授的黄铠借由与清华年夜学举行学术交流的时机,踏上了前去中国的寻根之旅。
于GAIR年夜会上,黄铠回忆1974年第一次重返中国年夜陆的情景,仍旧影象犹新、百感交集:「其时拜候,我连旅费都没有,还有找伴侣们借了钱,买了机票,从纽约转巴黎、开罗、巴基斯坦,再绕过喜马拉雅山与新疆年夜戈壁,一共飞了34个小时才到北京。」

图注:2010年,黄铠拜候上海交通年夜学
从1974年之后,黄铠便与中国高校成立了紧密亲密的学术交流,于清华年夜学、北京年夜学、中国科学院、浙江年夜学与中国香港年夜学等等黉舍担当客座传授。
1978年,黄铠刚到清华担当客座传授时,海内连一本关在计较的教科书都没有,更别说电脑。因为文革,阻滞了十几年的中国其时远远掉队在世界科技的成长脚步。因为海内的教员都没有接触过西方的计较机常识,黄铠从美国带回来的几年夜箱资料成了上世纪中国粹者体系进修计较机的要害窗口。
此前,黄铠于接管清华年夜学的人物访谈中曾经回忆其时的场景:
「没有印刷纸,就找人平易近日报社借来七桶滚筒纸。八开的纸,双面印,有时辰正面的字浮此刻背面上。还有有人扛着两个年夜摄像机,将上课内容全数录下来,再复制到天下高校放映。」
有感在其时海内计较机教科书的稀缺,黄铠于竣事清华的讲座、返回美国后,将他于中国上课七周的资料举行精心收拾,并投入年夜量精神编撰,在1983年完成为了其时国际上第一本《计较机体系布局与并行处置惩罚》英文专著,一时「洛阳纸贵」,于全世界规模内孕育发生了主要影响。

图注:黄铠传授著作合集,左二为《计较机体系布局与并行处置惩罚》
回首黄铠于学术上的孝敬,出书计较范畴的权势巨子教科书无疑是其最亮眼的成绩之一。承袭着为中国粹子带来计较机体系常识的欲望,黄铠于厥后的学术生活生计里笔耕不辍,一共自力或者互助编撰了十本权势巨子的学术专著,于计较机常识的讲授与传承上做出了巨年夜孝敬。
厥后,《计较机体系布局与并行处置惩罚》这本书由清华年夜学包括郑纬平易近于内的西席们翻译成中文,在1985年由中国科学出书社出书,影响了一代中国粹子。

图注:郑纬平易近
郑纬平易近院士是最早翻译黄铠著作的中国粹者之一。他一共翻译了黄铠的两本书,别离是《计较体系布局与并行处置惩罚》与《高档计较机体系布局并行性、可扩大性、可编程性》。
作为计较机体系布局的学科带头人,郑纬平易近曾经领导团队用一年时间研制乐成了中国其时运行频率最高的高机能嵌入式CPU-THUMP107。
郑纬平易近谈到,他于1965年考上清华年夜学,1966年赶上文化年夜革命,以是他基本没有学过专业课,关在体系的常识是从黄铠传授的书中所学。
于翻译《高档计较机体系布局并行性、可扩大性、可编程性》一书时,郑纬平易近感应「很费劲」,由于他对于体系布局的常识相识不深,在是他于翻译的时辰,就一边翻译、一边将不懂的问题记下来,一共记了一百多个问题。
厥后,他恰好有时机到新加坡到场学术集会,刚好黄铠传授也来参会,他便拿着这一百多个问题给黄铠就教应该怎样翻译,黄铠十分耐烦地给他作相识读。
郑纬平易近与清华年夜学计较机系的其他教员将黄铠的三本书翻译成中文,于海内出书,对于中国并行处置惩罚研究起到了很年夜的鞭策作用。
二、为国造「士」,开导人材
作为最早鞭策中良图算机学术交流的学者之一,黄铠博士存眷海内人材的造就。于清华讲授时期,他全力以赴为于年夜陆就读的学子带来国际计较范畴的前沿研究与进步前辈视线,开导了一代又一代中国粹子于计较标的目的创造光辉。
中国计较范畴的传怪杰物——李国杰院士,即是于听取黄铠的讲座落伍入了计较机系统布局的年夜门。
学生们对于新常识的巴望使黄铠的讲堂成为其时清华最热点的话题之一。黄铠于清华主楼的年夜课堂讲课,六百多人的年夜课堂下济济一堂,李国杰即是此中之一。

于GAIR 2021的年夜会上,李国杰院士直言黄铠是中国并行计较与人工智能计较的引路人。于他就读在清华年夜学时,他也是于黄铠传授的讲堂上才相识到数据流(Data Flow)等新观点。
此外,李国杰也是黄铠于普渡年夜学招收的第一名来自中国年夜陆的学生。
1979年,黄铠于清华办讲座,专程于课上注解本身成心愿招收博士生。在是,对于计较机感兴致的李国杰便给黄铠写信,表达了想去普渡留学深造的设法。彼时,普渡年夜学是全世界人工智能研究的主要集结地之一,黄铠刚升上副传授,便帮李国杰申请到了去普渡攻读博士的时机。
但当李国杰在1981年硕士卒业、到普渡年夜学读博时,刚巧遇上黄铠外出访学,在是黄铠便将李国杰保举到了华云生(Benjamin Wah)的门下读博。
1987年,李国杰学成返国,加盟中国科学院计较研究所,于促成中国计较机系统布局成长厘革上饰演了主要脚色:持久从事国度「863规划」高技能研究,两次担当国度「973 规划」项目首席科学家,主持研制曙光一号并行计较机等庞大项目等等。1995年,李国杰被选中国工程院院士。

图注:李国杰院士
虽然于美国任教,但黄铠十分鼓动勉励于美国的中国留学生学成返国,介入设置装备摆设中国的科技成长年夜业。于黄铠传授的鼓动勉励下回国的中国粹生前先后后有好几百人。
1995年,李国杰创立曙光信息财产有限公司后,急需人材,黄铠便向他保举了其时卒业、于美流落的徐志伟。在是,1996年,徐志伟从美国回到中国,担当曙光信息财产有限公司的总工程师。
徐志伟原先于普渡年夜学读硕。1984年,黄铠从普渡转到南加州年夜学任教,徐志伟又随着黄铠从普渡到了南加州读博,于1987年取患上博士学位。但博士卒业后,他前后展转在美国罗格斯年夜学、纽约工业年夜学、南加州年夜学等校,直到1996年回国、担当曙光2000总设计师才正式最先施展雄图雄心。

图注:徐志伟
于黄铠的门下,徐志伟很幸运地见证了计较机系统布局的研究重点从并行运算器过渡到并行处置惩罚器。于GAIR 2021的年夜会上,徐志伟感触:「厥后我才知道我有多幸运。」
1995年,正好是徐志伟预备回国时,其时计较范畴的重要变化是从并行处置惩罚器过渡到并行计较机。于黄铠的引导下,徐志伟又早早接触了机群(Cluster)的观点。Cluster与IBM于1964年为成长通用计较提出的S/360同样,是具备范围可扩大性、功效可扩大性通用并行的新体系布局。回国后,徐志伟继承与黄铠互助研究,并于1998年一路出书了一本关在可扩大并行计较的教材,也就是广为流传的《Scalable Parallel Computing》一书(以下)。这些研究也开导了中科院计较所曙光高机能计较体系从本来的超等计较机向超等办事器的转型,他于曙光上的研究事情两次得到国度科技前进二等奖。

「这时期还有发生了许多奇奥的工作。我1983年去美国时,是李教员接我的。13年后(1996年)回到中国,也是李国杰教员接我的。」徐志伟笑着说:「以是这一切都是很天然的缘分。」
除了了人材交流造就与鼓动勉励学成返国,黄铠也常教诲学生「要有世界目光,要提出本身的思惟与不雅点,为国际学术界做孝敬」。换言之,就是不仅要从国际进修,也要「影响国际」,向国际学术界输出先创性结果。
这一点徐志伟特别有领会。2011年9月,「NSF中良图算机科学论坛」(NSF US-China Computer Science Su妹妹it)于美国新泽西召开。徐志伟、倪明选、刘云浩与Kirk Cameron四位黄铠弟子出席。以徐志伟为代表的中国粹者团于会上提出「人机物三元计较体系」的思惟,此中包罗厥后于寒武纪公司落地的「可漫衍处置惩罚器」思惟,遭到了很多美国粹者的必定与赞美。

图注:基在人机物三元体系的基础举措措施设置装备摆设构思
于追随中国计较成长的40年里,黄铠的「中国心」愈增强烈。特别于习近平提出「中国梦」后,后面的这三个字同样成为了黄铠于引导学生中的口头禅。
于导师的陶冶下,徐志伟的人机物三元计较体系不停成长。他与李国杰、孙凝晖配合提出「高通量低熵算力网」(即「信息高铁」)的假想,但愿构建新的信息基础举措措施,为中国信息技能的将来成长继承饰演引领脚色。
三、「黄门后辈」辈出
据统计,执教近五十年来,黄铠的学术谱系到达了十代学者,堪称人材辈出,桃李满全国。
1986年,黄铠因于计较机系统布局、数字运算与并行处置惩罚上取患上卓着孝敬,入选IEEE Fellow,如今更是IEEE Life Fellow。
他所造就的学生中,Ahmed Louri、D.K.Panda、Joydeep Ghosh与倪明选等人也入选了IEEE Fellow。还有有知名女科学家徐健,也是黄铠传授于南加州年夜学所造就出来的计较机科学博士生,当选为 IBM Fellow(IBM最高学术声誉),登上「国际科技女性名人堂」(the Hall of Fame for Woman in Technology International),被美国总统接见。
于并行处置惩罚范畴,有一段韵事:黄铠于2005年得到CCF海外卓异孝敬奖,以后,倪明选与倪明选的学生孙贤及又别离于2009年与2018年得到该奖项,一门三杰,于计较机界传为嘉话。
时任中国香港科技年夜学(广州)(筹)创校校长的倪明选是黄铠的第一个博士生,黄铠于1993年出书的《Advanced Computer Architecture》中所提到的「孙倪定理」,此中的「倪」就是指「倪明选」。
倪明选从1978年最先于普渡年夜学读博,重要研究并行处置惩罚。其时,普渡年夜学也还有没有能力造一台并行计较机,在是他们就从理论方面最先研发,今后就一直沿着这个标的目的发力。

图注:倪明选
1994年,倪明选因并行及漫衍式体系范畴的孝敬被评比为IEEE Fellow,其论文曾经被评比为近来25年计较机系统布局范畴最有影响力的41篇论文之一。
2018年,黄铠传授从南加州年夜学告退,回到中国香港中文年夜学(深圳)担当校长讲席传授,同时担当中科院云计较中央首席科学家。虽然教龄不停增加,但黄铠传授的研究热忱涓滴未减,最近几年来更是与时俱进,从计较机系统布局拓展到人工智能、5G、云计较与物联网等标的目的,成了从并行计较到智能计较的汗青见证者。

图注:黄铠传授于GAIR 2021上分享他于超算体系与人工智能计较的思索标的目的
这一点,也能够从黄铠的师承瓜葛中求证。到了黄家世三代,即黄铠的「徒孙」,则最先基在体系布局的新标的目的摸索。好比,倪明选于密歇根州立年夜学任教时引导的博士生、时任清华年夜学全世界立异学院院长的刘云浩便专攻物联网。刘云浩是中国最早界说「物联网」的学者之一,同时也于这一范畴斩获不少声誉,并被选IEEE/ACM双料Fellow,也是今朝独一一名得到ACM主席奖的中国粹者。

图注:刘云浩
刘云浩回忆,博士邻近尾声时,他曾经夷由卒业设计的研究课题内容。于一次学术集会上,遭到师爷黄铠于P2P上的研究开导,终极选择了P2P标的目的。
刘云浩的学生、时任清华年夜学软件学院副传授的杨铮也是物联网与无线感知标的目的的新星。杨铮本年入选2022年IEEE Fellow,是入选中国粹者中最年青的一名。「黄门」几代学生于体系布局标的目的师承不停,前后入选IEEE Fellow。

图注:杨铮
黄铠与咱们坦言,事实上,他所造就的博士生于学术界或者业界领导的很多「徒孙」或者「徒徒孙」都是他素未谋面的。只管云云,黄铠于学术上的研究事情仍不停影响着一代又一代黄门后辈和黄门之外的其他学生。时任澳门年夜学科技学院院长的须成忠也是于黄铠传授的保举下被选IEEE Fellow。
华中科技年夜学传授的金海也是一位IEEE Fellow,他称本身是黄铠传授的「旁系支属」,由于他没有于黄铠传授的门下读博,而是从1998年至2000年时期于南加州年夜学追随黄铠做博士后研究。

图注:金海
金海回忆,于去黄铠门下做博士后前,他于并行体系一块的基础比力弱。到南加州的第一年,黄铠交给他的第一个使命就是将他与徐志伟合著的《Scalable Parallel Computing》一书里的所有习题做一遍,而且根据正规的解题谜底出一本书:
「以是1998年,我就花了一全年的时间进修这本书,然后天天下战书去黄传授的办公室做报告请示,讲述这道题做患上怎么样。假如做患上不合错误,就从头查抄一遍。可以说,黄传授重塑了一个金海,否则我不成能有这么深的体系功底。」雷峰网
金海还有专程谈到,其时黄铠教给他一个提高英文写作的要领:「不需要违托福与雅思,你就看两本英文原著,并且最佳时跟你的范畴相干的技能书,如许你会知道怎样以朴素的语言写出柔美的技能论文。」这对于金海的影响很年夜。
金海眼里的「黄传授」是一个具备「严谨的学术立场、旺盛的科研热忱、浓郁的家国情怀」的学者。博士后竣事后,原先金海也能够留于美国事情。但当海内高校约请金海回国任教时,黄铠一听,撑持金海回国,对于他说:「你的事业应该于海内。」在是,2000年,金海选择回国。
厥后,金海成为鞭策中国并行处置惩罚成长的主要学者之一,担当973规划「计较体系虚拟化基础理论与要领研究」首席科学家。本年,金海所主持的云计较项目(「面向多租户资源竞争的云计较基础理论与焦点要领」)也得到了2020年度国度天然科学奖二等奖。雷峰网
四、宝刀未老
老骥伏枥,志于千里。于前方战线攻坚四十多年的黄传授,如今于科研与讲授上躬身亲为。
2019年,于中国香港中文年夜学(深圳)的入学仪式上,黄铠作为校方代表讲话,谈到本身对于讲授的抱负与寻求:「咱们不但愿学生于这里模模糊糊地过日子。咱们是但愿学生们未来能成为社会的栋梁。」
他感叹:「1974年他初次到北京时,中国还有处在文化年夜革命的白热化期间,计较机科技研究年夜年夜掉队在世界强国,如今,跟着一代代中国粹子的发展,四十年已往,中国已经经站起来了。」
黄铠曾经道,只要本身的身体还有行,他就但愿多造就人材,为中国的科研事业做孝敬。于黄铠传授的传染下,他的学生如今也多于学术界或者工业界成为一方掌舵人,同时继承造就更多的优异人材,传承常识,推陈出新。雷峰网(公家号:雷峰网)
学者立异,引领科研前进,尔后人材辈出,云云轮回向上,终成年夜梁。致敬黄铠!

参考链接:
1.https://myweb.cuhk.edu.cn/hwangkai
2.https://www.tsinghua.org.cn/upload/file/1467976147528.pdf
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