計算機架構的新黃金時代

David Patterson (計算機組織教科書作者, Turing Award 得主) 從過去 50 年來 computer architecture 的發展史,歸納出幾個重要的 lesson learned:

1. 軟體的演進可以啟發計算機架構的創新

  例如: Open Source 啟發了 Open Architecture (RISC-V), Agile Software Development 啟發了 Agile Hardware Development

2. 把 HW/SW 介面從 ISA 往上拉,是後摩爾定律時代架構上的新機會

  例如: Domain Specific Architecture, 根據特定的應用場景來設計架構可以達到驚人的優化結果, 例如 Google 的 TPU 架構針對 machine learning 做優化, 同樣的 application, TPU 相對於 CPU 達到了 83 倍的性能提升, TPU 相對於 GPU 達到了 29 倍的性能提升.

3. 架構的優劣,當下難以判斷, 由市場說了算

  例如: 當年 IBM 在規劃 PC 時,原本屬意 Motorola 68000, 但 Motorola 的 schedule 趕不上 IBM 的需求, 因此改為選擇了 Intel 8086, 而且 IBM 錯估了市場, IBM 估計 PC 市場規模是 25 萬台, 結果實際上該款設計賣出了 1 億台, 讓 Intel 一飛沖天, x86 架構讓 Intel 建立了至今長達 40 年的穩固地位.
  
  即使身為 computer architecture 大師, 榮獲 Turing Award, David Patterson 也承認自己無法判斷在開放式 vs 專屬式架構的戰爭下, RISC-V 還是 ARM 將會勝出, 以及在目前由數十家既存大公司如 NVIDIA, Google... 以及數十到上百家 start-ups 所提出的各種創新的 machine learning domain specific architecture 之中, 誰將勝出.

參考資料:

[YouTube] David Patterson - A New Golden Age for Computer Architecture: History, Challenges and Opportunities | UBC Computer Science