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【科学讲座】孙凝晖:“计算机为什么越来越快”

  9月29日晚七点,中国科学院大学玉泉路校区迎来了科学前沿进展名家系列讲座Ⅲ第40讲。本场讲座的主讲是中科院计算技术研究所的所长孙凝晖研究员,讲座题为“计算机为什么越来越快”。

  在这场讲座中,孙老师围绕计算机的发展历程以及未来可能的发展方向,向同学们阐述了在“计算机越来越快”这个发展过程中遇到的诸多问题及其解决方法,并结合当下的发展情况提出计算机未来的发展方向,使得同学们对计算机的发展有了深刻的了解。

  讲座一开始,孙老师先了解了一下同学们对计算机的认识程度,然后根据同学们的大体水平展开讲解。首先,孙老师带领大家回顾了一下计算机变得越来越快的历史进程,并给出了“越来越快”背后的原因。接下来,孙老师主要介绍了提升计算机速度的四类技术路线:并行、加速部件、缓存以及预测。并行,通俗的讲,就是多个任务同时执行。但由于任务间需要交互,并行过程的同步性就显得尤为重要,而这也是限制计算机速度的重要因素。加速部件,是指我们设计某些专门的硬件,从而对计算机运行过程中的那些常用指令进行加速。而缓存,就是为了快速多次的访问常用数据而设计的。预测,则是对程序运行步骤的预测,从而达到快速跳转的作用。这四类技术路线,从过去到现在到未来,都会在“计算机越来越快”的过程中起到重要的作用。

    接下来,孙老师介绍了“计算机越来越快”带来的“痛处”,即为了计算机的快速发展而付出的三个代价。计算机的复杂性是其变得越来越快的第一个代价,其复杂性随集成度增加而快速增加;而效率与功耗的问题是第二个代价,这要求我们寻找好它们之间的平衡;困难的并行计算则是计算机系统结构的第三个代价,这为程序的设计编写带来了诸多麻烦。这些代价也是我们的科学家们正在尝试解决的问题。

    最后,孙老师介绍了计算机未来发展的几个趋势,即计算机化、物联网化、智能化等,并结合计算机发展的这些特征,向同学们介绍了我们国家在IT3.0时代的方向和使命。

    在孙老师回答了一些同学提出的问题后,本次讲座圆满结束。

(文/段宏键  图/邱皓明  来源/国科大记者团)

主讲人简介:

孙凝晖,1989年毕业于北京大学,1999年于中国科学院计算技术研究获博士学位,现为中科院计算所研究员,所长,计算机体系结构国家重点实验室,博士生导师;中国科学院大学计算机与控制学院副院长。作为负责人主持曙光2000、曙光3000、曙光4000、曙光5000、曙光6000系列等高性能计算机的研制,并多次获得国家科技进步奖一、二等奖,中国青年科技奖,中科院杰出成就奖,中国十大杰出青年,国家基金委杰青等。主要研究领域是高性能计算机、计算机体系结构。

延伸阅读:

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

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