剛剛，2021 年計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng) —— 圖靈獎(jiǎng)公布！美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Jack J. Dongarra 獲獎(jiǎng)，以表彰他在高性能計(jì)算領(lǐng)域的卓越成就。
根據(jù) ACM 的介紹，Dongarra 的算法和軟件推動(dòng)了高性能計(jì)算的發(fā)展，對(duì)人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域均產(chǎn)生了重大的影響。
他在數(shù)值算法和庫(kù)方面做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，使得高性能計(jì)算軟件能夠跟上四十多年來(lái)的指數(shù)級(jí)硬件更新。
圖靈獎(jiǎng)被稱為「計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)」，由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）于 1966 年設(shè)立，目的之一是為了紀(jì)念世界計(jì)算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)艾倫?圖靈（A.M. Turing），每年評(píng)選出在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域作出重大貢獻(xiàn)的一到兩名科學(xué)家，獎(jiǎng)勵(lì) 100 萬(wàn)美元，由谷歌全額贊助。
Jack Dongarra 是誰(shuí)？
Jack J. Dongarra 生于 1950 年 7 月 18 日，自 1989 年以來(lái)便在田納西大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系擔(dān)任特聘教授，還是美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)部的杰出研究人員。自 2007 年以來(lái)，他還擔(dān)任曼徹斯特大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院的圖靈研究員，同時(shí)在萊斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系擔(dān)任兼職教授。
他的求學(xué)經(jīng)歷如下：
1972 年獲得芝加哥州立大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位
1973 年獲得伊利諾伊理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位
1980 年獲得新墨西哥大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位，師從美國(guó)工程院院士 Cleve Moler
在博士畢業(yè)后、加入田納西大學(xué)大學(xué)前，他一直在阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作。
回顧 Jack J. Dongarra 的研究生涯，可謂風(fēng)光無(wú)限：他曾獲得 IEEE 計(jì)算機(jī)先鋒獎(jiǎng)、SIAM / ACM 計(jì)算科學(xué)與工程獎(jiǎng)和 ACM / IEEE 肯肯尼迪獎(jiǎng)，同時(shí)還是 ACM Fellow、IEEE Fellow、SIAM Fellow、AAAS Fellow、ISC Fellow 與 IETI Fellow，真?Fellow 大滿貫。
此外，他還是美國(guó)國(guó)家工程院院士與英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的外籍院士。
看谷歌學(xué)術(shù)，他的被引數(shù)超過(guò)了 11 萬(wàn)，h-index 超過(guò)了 130：
他的研究貢獻(xiàn)
據(jù) ACM 官網(wǎng)通報(bào)，Dongarra 通過(guò)對(duì)線性代數(shù)運(yùn)算的高效數(shù)值算法、并行計(jì)算編程機(jī)制和性能評(píng)估工具的貢獻(xiàn)引領(lǐng)了高性能計(jì)算的世界。
近四十年來(lái)，摩爾定律使硬件性能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，雖然大多數(shù)軟件未能跟上這些硬件進(jìn)步的步伐，但高性能數(shù)值軟件卻做到了 —— 這在很大程度上歸功于 Dongarra 的算法、優(yōu)化技術(shù)和生產(chǎn)質(zhì)量的軟件實(shí)施。
這些貢獻(xiàn)奠定了一個(gè)框架，可以使科學(xué)家和工程師在大數(shù)據(jù)分析、醫(yī)療保健、可再生能源、天氣預(yù)報(bào)、基因組學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域取得重要發(fā)現(xiàn)和改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新。Dongarra 的工作還有助于促進(jìn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的跨越式發(fā)展，并支持計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和深度學(xué)習(xí)的革命。
Dongarra 的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)建了開源軟件庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)，這些軟件庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)采用線性代數(shù)作為中間語(yǔ)言，可以被各種應(yīng)用程序使用。這些庫(kù)是為單處理器、并行計(jì)算機(jī)、多核節(jié)點(diǎn)和每個(gè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè) GPU 編寫的。Dongarra 的庫(kù)還引入了許多重要的創(chuàng)新，包括自動(dòng)調(diào)整、混合精度算術(shù)和批處理計(jì)算。
作為高性能計(jì)算的領(lǐng)先研究者，Dongarra 帶領(lǐng)該領(lǐng)域說(shuō)服硬件供應(yīng)商優(yōu)化這些方法，并說(shuō)服軟件開發(fā)人員在他們的工作中以他的開源庫(kù)為目標(biāo)。最終，這些努力導(dǎo)致基于線性代數(shù)的軟件庫(kù)在從筆記本電腦到世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)等機(jī)器上實(shí)現(xiàn)了幾乎普遍的高性能科學(xué)和工程計(jì)算。這些庫(kù)對(duì)于該領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要 —— 使功能越來(lái)越強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)能夠解決具有計(jì)算挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
ACM 的主席 Gabriele Kotsis 表示：
「除了對(duì)打破新記錄的興趣之外，高性能計(jì)算一直是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要工具。HPC 創(chuàng)新也蔓延到許多不同的計(jì)算領(lǐng)域，推動(dòng)了我們整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。Jack Dongarra 在指導(dǎo)這一領(lǐng)域的成功發(fā)展中發(fā)揮了核心作用。他的開創(chuàng)性工作可以追溯到 1979 年，至今他仍是 HPC 領(lǐng)域最重要且積極參與的領(lǐng)導(dǎo)者之一。他的職業(yè)生涯無(wú)疑體現(xiàn)了圖靈獎(jiǎng)對(duì)『具有持久重要性的重大貢獻(xiàn)』的認(rèn)可。」
谷歌的 Jeff Dean 也評(píng)價(jià)：
「Jack Dongarra 的工作從根本上改變并推動(dòng)了科學(xué)計(jì)算。他在世界上使用最頻繁的數(shù)值庫(kù)的核心所做的深入而重要的工作是科學(xué)計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)，幫助推進(jìn)了從藥物發(fā)現(xiàn)到天氣預(yù)報(bào)、航空航天工程和其他數(shù)十個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，他專注于表征廣泛的計(jì)算機(jī)已經(jīng)為計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)帶來(lái)重大進(jìn)步，（使之）非常適合數(shù)值計(jì)算?！?/p>
四十多年來(lái)，Dongarra 一直是 LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA 和 SLATE 等多個(gè)庫(kù)的主要實(shí)施者或首席研究員。這些庫(kù)是為單處理器、并行計(jì)算機(jī)、多核節(jié)點(diǎn)和每個(gè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè) GPU 編寫的。他的軟件庫(kù)幾乎普遍用于在從筆記本電腦到世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)等機(jī)器上進(jìn)行高性能科學(xué)和工程計(jì)算。
這些庫(kù)體現(xiàn)了許多深刻的技術(shù)創(chuàng)新，例如：
自動(dòng)調(diào)整：從他獲得「2016 年超算會(huì)議時(shí)間測(cè)試獎(jiǎng) ATLAS」的項(xiàng)目來(lái)看，Dongarra 開創(chuàng)了自動(dòng)查找算法參數(shù)的方法，這些算法參數(shù)能夠產(chǎn)生接近最佳效率的線性代數(shù)內(nèi)核，通常優(yōu)于供應(yīng)商提供的代碼。
混合精度算術(shù)：在他被 2006 年 SC 會(huì)議接收的論文“Exploiting the Performance of 32 bit Floating Point Arithmetic in Obtaining 64 bit Accuracy”中，Dongarra 率先利用浮點(diǎn)算術(shù)的多種精度來(lái)更快地提供準(zhǔn)確的解決方案。最近的 HPL-AI 基準(zhǔn)（該基準(zhǔn)在世界頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了前所未有的性能水平）測(cè)試展示，這項(xiàng)工作在機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，該基準(zhǔn)在世界頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了前所未有的性能水平。
批量計(jì)算：Dongarra 開創(chuàng)了將大型密集矩陣的計(jì)算劃分為可獨(dú)立和并行計(jì)算的范式，常被用于模擬、建模和數(shù)據(jù)分析。根據(jù)他在 2016 年的論文“Performance, design, and autotuning of batched GEMM for GPUs”，Dongarra 領(lǐng)導(dǎo)了用于此類計(jì)算的「批量 BLAS 標(biāo)準(zhǔn)」的開發(fā)，并應(yīng)用于軟件庫(kù) MAGMA 和 SLATE 中。
Dongarra 在上述工作中與許多國(guó)際學(xué)者進(jìn)行合作，通過(guò)不斷開發(fā)新技術(shù)以最大限度地提高性能和便攜性，同時(shí)使用最先進(jìn)的技術(shù)保持?jǐn)?shù)值可靠的結(jié)果，始終扮演了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力的角色。
他領(lǐng)導(dǎo)的其他研究還包括消息傳遞接口 (MPI)，MPI 是并行計(jì)算架構(gòu)中可移植消息傳遞的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；以及性能 API (PAPI)，它提供了一個(gè)接口，允許從異構(gòu)系統(tǒng)收集和合成來(lái)自組件的性能。他幫助創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)（例如 MPI、LINPACK 基準(zhǔn)測(cè)試和 Top500 超級(jí)計(jì)算機(jī)列表）支撐著從天氣預(yù)報(bào)到氣候變化再到分析大型物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算任務(wù)。
參考鏈接：
https://amturing.acm.org
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