剛剛，2021 年計算機(jī)領(lǐng)域的最高獎項 —— 圖靈獎公布!美國計算機(jī)科學(xué)家 Jack J. Dongarra 獲獎，以表彰他在高性能計算領(lǐng)域的卓越成就。
根據(jù) ACM 的介紹，Dongarra 的算法和軟件推動了高性能計算的發(fā)展，對人工智能、計算機(jī)圖形學(xué)等多個計算科學(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)，使得高性能計算軟件能夠跟上四十多年來的指數(shù)級硬件更新。
圖靈獎被稱為「計算機(jī)領(lǐng)域的諾貝爾獎」，由美國計算機(jī)協(xié)會(ACM)于 1966 年設(shè)立，目的之一是為了紀(jì)念世界計算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)艾倫?圖靈(A.M. Turing)，每年評選出在計算機(jī)領(lǐng)域作出重大貢獻(xiàn)的一到兩名科學(xué)家，獎勵 100 萬美元，由谷歌全額贊助。
Jack Dongarra 是誰?
Jack J. Dongarra 生于 1950 年 7 月 18 日，自 1989 年以來便在田納西大學(xué)電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系擔(dān)任特聘教授，還是美國橡樹嶺國家實驗室計算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)部的杰出研究人員。自 2007 年以來，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，同時在萊斯大學(xué)計算機(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，他一直在阿貢國家實驗室工作。
回顧 Jack J. Dongarra 的研究生涯，可謂風(fēng)光無限：他曾獲得 IEEE 計算機(jī)先鋒獎、SIAM / ACM 計算科學(xué)與工程獎和 ACM / IEEE 肯肯尼迪獎，同時還是 ACM Fellow、IEEE Fellow、SIAM Fellow、AAAS Fellow、ISC Fellow 與 IETI Fellow，真?Fellow 大滿貫。
此外，他還是美國國家工程院院士與英國皇家學(xué)會的外籍院士。
看谷歌學(xué)術(shù)，他的被引數(shù)超過了 11 萬，h-index 超過了 130：
他的研究貢獻(xiàn)
據(jù) ACM 官網(wǎng)通報，Dongarra 通過對線性代數(shù)運算的高效數(shù)值算法、并行計算編程機(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。與此同時，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)量的軟件實施。
這些貢獻(xiàn)奠定了一個框架，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、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)計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的跨越式發(fā)展，并支持計算機(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)建了開源軟件庫和標(biāo)準(zhǔn)，這些軟件庫和標(biāo)準(zhǔn)采用線性代數(shù)作為中間語言，可以被各種應(yīng)用程序使用。這些庫是為單處理器、并行計算機(jī)、多核節(jié)點和每個節(jié)點的多個 GPU 編寫的。Dongarra 的庫還引入了許多重要的創(chuàng)新，包括自動調(diào)整、混合精度算術(shù)和批處理計算。
作為高性能計算的領(lǐng)先研究者，Dongarra 帶領(lǐng)該領(lǐng)域說服硬件供應(yīng)商優(yōu)化這些方法，并說服軟件開發(fā)人員在他們的工作中以他的開源庫為目標(biāo)。最終，這些努力導(dǎo)致基于線性代數(shù)的軟件庫在從筆記本電腦到世界上最快的超級計算機(jī)等機(jī)器上實現(xiàn)了幾乎普遍的高性能科學(xué)和工程計算。這些庫對于該領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要 —— 使功能越來越強(qiáng)大的計算機(jī)能夠解決具有計算挑戰(zhàn)性的問題。
ACM 的主席 Gabriele Kotsis 表示：
「除了對打破新記錄的興趣之外，高性能計算一直是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要工具。HPC 創(chuàng)新也蔓延到許多不同的計算領(lǐng)域，推動了我們整個領(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)生涯無疑體現(xiàn)了圖靈獎對『具有持久重要性的重大貢獻(xiàn)』的認(rèn)可。」
谷歌的 Jeff Dean 也評價：
「Jack Dongarra 的工作從根本上改變并推動了科學(xué)計算。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)計算各個領(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、航空航天工程和其他數(shù)十個領(lǐng)域的發(fā)展，他專注于表征廣泛的計算機(jī)已經(jīng)為計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)帶來重大進(jìn)步，(使之)非常適合數(shù)值計算。」
四十多年來，Dongarra 一直是 LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA 和 SLATE 等多個庫的主要實施者或首席研究員。這些庫是為單處理器、并行計算機(jī)、多核節(jié)點和每個節(jié)點的多個 GPU 編寫的。他的軟件庫幾乎普遍用于在從筆記本電腦到世界上最快的超級計算機(jī)等機(jī)器上進(jìn)行高性能科學(xué)和工程計算。
這些庫體現(xiàn)了許多深刻的技術(shù)創(chuàng)新，例如：
自動調(diào)整：從他獲得「2016 年超算會議時間測試獎 ATLAS」的項目來看，Dongarra 開創(chuàng)了自動查找算法參數(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 率先利用浮點算術(shù)的多種精度來更快地提供準(zhǔn)確的解決方案。最近的 HPL-AI 基準(zhǔn)(該基準(zhǔn)在世界頂級超級計算機(jī)上實現(xiàn)了前所未有的性能水平)測試展示，這項工作在機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，該基準(zhǔn)在世界頂級超級計算機(jī)上實現(xiàn)了前所未有的性能水平。
批量計算：Dongarra 開創(chuàng)了將大型密集矩陣的計算劃分為可獨立和并行計算的范式，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)了用于此類計算的「批量 BLAS 標(biāo)準(zhǔn)」的開發(fā)，并應(yīng)用于軟件庫 MAGMA 和 SLATE 中。
Dongarra 在上述工作中與許多國際學(xué)者進(jìn)行合作，通過不斷開發(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 是并行計算架構(gòu)中可移植消息傳遞的事實標(biāo)準(zhǔn);以及性能 API (PAPI)，它提供了一個接口，允許從異構(gòu)系統(tǒng)收集和合成來自組件的性能。他幫助創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)(例如 MPI、LINPACK 基準(zhǔn)測試和 Top500 超級計算機(jī)列表)支撐著從天氣預(yù)報到氣候變化再到分析大型物理實驗數(shù)據(jù)的計算任務(wù)。
關(guān)鍵詞： 計算機(jī)科學(xué)家 高性能計算 諾貝爾獎 艾倫圖靈
