計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)圖靈獎(jiǎng)公布了2021年的得獎(jiǎng)?wù)?，美國?jì)算機(jī)科學(xué)家Jack J. Dongarra，表彰他在高性能計(jì)算領(lǐng)域的卓越成就。

　　根據(jù)美國計(jì)算機(jī)協(xié)會（ACM）官方介紹，Dongarra的算法和軟件推動了高性能計(jì)算的發(fā)展，對人工智能、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的指數(shù)級硬件更新。

　　Dongarra是田納西大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)特聘教授、曼徹斯特大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院的圖靈研究員、萊斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的兼職教授，同時(shí)還是美國橡樹嶺國家實(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。

　　圖靈獎(jiǎng)被稱為“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”，由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會（ACM）于1966年設(shè)立，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）。圖靈獎(jiǎng)會每年評選在計(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)100萬美元，由谷歌全額贊助。

　　Dongarra將于6月11日星期六在舊金山皇宮酒店舉行的年度ACM頒獎(jiǎng)晚宴上正式受領(lǐng)圖靈獎(jiǎng)。

　　Dongarra從根本上改變并推動了科學(xué)計(jì)算

　　根據(jù)官方通告，Dongarra通過對線性代數(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，摩爾定律使硬件性能呈指數(shù)級增長。在同一時(shí)期，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——這在很大程度上是由于Dongarra的算法、優(yōu)化技術(shù)和生產(chǎn)質(zhì)量的軟件實(shí)現(xiàn)。

　　這些貢獻(xiàn)奠定了一個(gè)框架，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)測、基因組學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域做出了重要的發(fā)現(xiàn)和改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新。Dongarra的工作還幫助促進(jìn)了計(jì)算機(jī)架構(gòu)的跨越式發(fā)展，并支持了計(jì)算機(jī)圖形和深度學(xué)習(xí)的革命。

　　Dongarra的主要貢獻(xiàn)在于創(chuàng)建了開源軟件庫和標(biāo)準(zhǔn)，這些軟件庫采用線性代數(shù)作為中間語言，可供各種應(yīng)用使用。這些庫已經(jīng)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。Dongarra的庫還引入了許多重要的創(chuàng)新，包括自動調(diào)諧、混合精度算術(shù)和批量計(jì)算。

　　Dongarra在說服硬件供應(yīng)商優(yōu)化這些方法，以及說服軟件開發(fā)者在他們的工作中使用他的開源庫方面處于領(lǐng)先地位。最終，這些努力使得基于線性代數(shù)的軟件庫在從筆記本電腦到世界上最快的超級計(jì)算機(jī)的高性能科學(xué)和工程計(jì)算中幾乎被普遍采用。這些庫對該領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要——允許逐漸強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來解決計(jì)算上的挑戰(zhàn)問題。

　　四十多年來，Dongarra一直是LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA和SLATE等許多庫的主要實(shí)現(xiàn)者或主要研究者。這些庫是為單處理器、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。他的軟件庫幾乎被普遍用于從筆記本電腦到世界上最快的超級計(jì)算機(jī)等機(jī)器上的高性能科學(xué)和工程計(jì)算。

　　這些庫體現(xiàn)了許多深層次的技術(shù)創(chuàng)新，例如：

　　自動調(diào)諧：通過他的2016年超級計(jì)算大會時(shí)間測試獲獎(jiǎng)的ATLAS項(xiàng)目，Dongarra開創(chuàng)了自動尋找算法參數(shù)的方法，這些算法參數(shù)產(chǎn)生了接近最佳效率的線性代數(shù)內(nèi)核，往往超過了供應(yīng)商提供的代碼。

　　混合精度算術(shù)：在他2006年超級計(jì)算會議的論文《利用32位浮點(diǎn)算術(shù)的性能獲得64位精度》中，Dongarra開創(chuàng)了利用浮點(diǎn)算術(shù)的多個(gè)精度來更快地提供精確的解決方案。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，最近的HPL-AI基準(zhǔn)測試就展示了這一點(diǎn)，它在世界頂級超級計(jì)算機(jī)上達(dá)到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（通常用于模擬、建模和數(shù)據(jù)分析）劃分為許多可獨(dú)立和并發(fā)計(jì)算的小任務(wù)塊的計(jì)算范式。基于他在2016年發(fā)表的論文《用于GPU的分批GEMM的性能、設(shè)計(jì)和自動調(diào)整》，Dongarra領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了用于這種計(jì)算的分批BLAS標(biāo)準(zhǔn)，它們也出現(xiàn)在軟件庫MAGMA和SLATE中。

　　除此之外，Dongarra領(lǐng)導(dǎo)的其他研究包括消息傳遞接口（MPI），這是并行計(jì)算架構(gòu)上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)的組件收集和合成性能。他幫助創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)，如MPI、LINPACK基準(zhǔn)和超級計(jì)算機(jī)的Top500名單，支撐著從天氣預(yù)測到氣候變化到分析大規(guī)模物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算任務(wù)。

　　Dongarra在接受采訪時(shí)表示，在他看來，他最重要的貢獻(xiàn)包括三件事，“其中一個(gè)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建在高性能機(jī)器上運(yùn)行的數(shù)值軟件，該機(jī)器可以獲得性能并且可移植到其他機(jī)器和架構(gòu)中”；其次是在并行處理機(jī)制方面的工作，包括廣泛使用的MPI；第三，衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的性能評估技術(shù)，這已成為超級計(jì)算機(jī)的TOP500列表。

　　“所有這些工作都專注于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)架構(gòu)，以及如何非常有效地利用它們?！盌ongarra表示。

　　ACM主席Gabriele Kotsis說道：“今天最快的超級計(jì)算機(jī)在一秒鐘內(nèi)進(jìn)行四百萬億次計(jì)算，這令人難以置信，激發(fā)了公眾的興趣。但是，除了打破新記錄以外，高性能計(jì)算一直是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)主要工具。高性能計(jì)算的創(chuàng)新也溢出了許多不同的計(jì)算領(lǐng)域，推動了我們整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。Dongarra在引導(dǎo)這一領(lǐng)域的成功軌跡方面發(fā)揮了核心作用。他的開拓性工作可以追溯到1979年，而且他至今仍是HPC社區(qū)中最重要和積極參與的領(lǐng)導(dǎo)者之一。毫無疑問，他的職業(yè)生涯配得上圖靈獎(jiǎng)對于'具有持久重要性的重大貢獻(xiàn)'的認(rèn)可?！?/p>

　　谷歌的Jeff Dean評價(jià)道：“Jack Dongarra的工作從根本上改變并推動了科學(xué)計(jì)算。他在世界上使用最頻繁的數(shù)值庫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)帶來重大進(jìn)步，非常適合數(shù)值計(jì)算?！?/p>

　　圖靈與圖靈獎(jiǎng)

　　在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，圖靈的影響力絲毫未減，圖靈測試、圖靈獎(jiǎng)等等，我們都能看到圖靈精神的延續(xù)。

　　圖靈生于1912年，是英國的數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家。圖靈對于計(jì)算機(jī)科學(xué)有著不可磨滅的功勞，他最大的貢獻(xiàn)之一就是和團(tuán)隊(duì)研制出了世界上“第一臺”計(jì)算機(jī)。

　　在二戰(zhàn)期間，他被邀請從事破譯德國密碼系統(tǒng)“英格瑪”的工作，由于破譯過程涉及太多的可能性，是人類無法在短時(shí)間計(jì)算出的，因此圖靈和他的團(tuán)隊(duì)共同研制出了這樣一臺強(qiáng)大的“機(jī)器大腦”，最終成功破解密碼！幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利，甚至使得二戰(zhàn)足足提早兩年結(jié)束。

　　1943年圖靈等人研制成功的巨型計(jì)算機(jī)

　　圖靈在戰(zhàn)爭中流盡鮮血，卻在和平中寸步難行。二戰(zhàn)結(jié)束后，圖靈因同性戀傾向被英國政府定罪，要么進(jìn)監(jiān)獄、要么進(jìn)行“激素治療”，圖靈選擇了后者。

　　1954年，圖靈在家中服毒自盡，享年41歲。直到2013年，在英國司法大臣克里斯·格雷靈的要求下，英國女王伊麗莎白二世宣布了對圖靈的赦免。同時(shí)，英國前首相卡梅倫表示：圖靈在二戰(zhàn)時(shí)破解德軍密碼、拯救國家上發(fā)揮了關(guān)鍵作用，是一個(gè)了不起的人。

　　關(guān)于圖靈在二戰(zhàn)期間破譯密碼、扭轉(zhuǎn)歷史這一傳奇經(jīng)歷，2014年有一部電影《模仿游戲》，就生動地再現(xiàn)了整段歷史，該片還獲得當(dāng)年奧斯卡最佳影片、最佳導(dǎo)演、最佳改編劇本在內(nèi)的8項(xiàng)提名。

　　為了紀(jì)念他對計(jì)算機(jī)科學(xué)做出的巨大貢獻(xiàn)，由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(ACM)于1966年設(shè)立了一年一度的圖靈獎(jiǎng)(Turing Award)，全稱“A.M. 圖靈獎(jiǎng)”，以表彰在計(jì)算機(jī)科學(xué)中做出突出貢獻(xiàn)的人。

　　由于圖靈獎(jiǎng)對獲獎(jiǎng)條件要求極高，評獎(jiǎng)程序極嚴(yán)，一般每年只獎(jiǎng)勵(lì)一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，只有極少數(shù)年度有兩名合作者或在同一方向作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家共享此獎(jiǎng)。因此它是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名、最崇高的一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”之稱。

　　不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)，圖靈也為后來的人工智能科學(xué)提供了開創(chuàng)性的構(gòu)思。他提出了一種用于判定機(jī)器是否具有智能的試驗(yàn)方法，即著名的“圖靈測試”。

　　圖靈曾說過，“有時(shí)候，正是那些意想不到之人，成就了無人能成之事”。今天，用這句話來形容此次獲獎(jiǎng)的兩位大師依然貼切，我們也期待未來有更多用技術(shù)讓我們生活更美好的“意想不到之人”還有“無人能成之事”。

　　相關(guān)報(bào)道：

　　https://amturing.acm.org/