图灵奖于昨天公布，Dave Patterson和John Hennessy凭借一项名为RISC的技术，赢得了计算机行业的最高奖。更巧的是他们均就职于谷歌，他们现在正在推动特殊用途的芯片的发展，如谷歌用于加速人工智能的TPU。

这一奖项以英国研究人员艾伦•图灵(Alan Turing)的名字命名。图灵在二战期间帮助破解了德国的Enigma密码，奠定了计算机科学的基础。这一奖项被认为是计算机科学的诺贝尔奖。

RISC是精简指令集计算的缩写，使得处理器的性能有了很大提升，推动了Silicon Graphics和Sun Microsystems等新兴公司的发展，为当今智能手机行业铺平了道路。在过去的三十年中取得了令人瞩目的成就，也是硅谷抛弃旧有做事方式的象征。

Dave Patterson(左)和John Hennessy（右）

早在上世纪80年代初，就职于斯坦福大学(Stanford University)的Hennessy和加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley)的Patterson就提出了这个想法，但RISC技术并不是那么容易理解。

“大家最初的反应是‘这两位学者疯了，他们不知道他们在说什么，这项技术永远不会在现实世界中发挥作用，’”Hennessy说。

“但它确实有效。在所有的争论之后，RISC确实从技术的角度赢得了胜利，”Linley Group的分析师Linley Gwennap说。

Hennessy创立了一家名为MIPS的初创公司，将自己的想法商业化，其中Silicon Graphics是最著名的客户，而Patterson在伯克利的团队的工作则是Sun Microsystems的SPARC处理器。他们帮助将计算机产业巨头IBM和数字设备公司从东海岸转移到了硅谷。

加速器

现在轮到RISC感受到压力了。随着摩尔定律(Moore’s Law)的稳步前进，即使是RISC芯片也失去了光彩。现今的许多兴奋焦点都集中在特殊用途的加速器芯片上，这些芯片可以加速特定的计算任务，比如人工智能。Patterson正在探索谷歌的工作。谷歌已经在它的第二代TPU中进行人工智能处理。

即便如此，在需要通用处理器的地方，RISC芯片仍然是至关重要的——它几乎无处不在，包括从加速器中获益的设备。苹果公司(Apple)的一系列iphone处理器都是RISC设计，三星的Exynos模型和高通(Qualcomm)的芯片也都是如此。即使英特尔的芯片看起来并不像外部的RISC芯片，也可以将RISC技术更深入地加速其x86系列个人电脑和服务器芯片。

Patterson现在是谷歌的杰出工程师，1976年至2016年在加州大学伯克利分校担任计算机科学教授。Hennessy是谷歌母公司Alphabet的董事长，2000年至2016年担任斯坦福大学校长。这对搭档在谷歌之前就已经在一起工作了，他们也是《计算机体系结构:定量方法》的合著者，这是一本近20年前的教科书，现在已经是第六版了。他们也是美国国家工程学院和美国国家科学院的成员。

图灵奖曾颁给像万维网发明人Tim Berners-Lee、互联网技术发明人Vint Cerf和 Robert Kahn、Unix创始人Ken Thompson和Dennis Ritchie，以及密码学先驱Whitfield Diffie、Martin Hellman、Len Adleman、Ron Rivest和Adi Shamir等名人。

更简单的词汇

帕特森说：“RISC代替了被称为复杂指令集计算（CISC）的主流方法，该方法告诉芯片如何处理与“大型多音节词”类似的计算。通过RISC，我们希望设计更快，更简单的单音节词汇。”

他们的工作直接与商业有关。程序员使用编译器工具将更适合人类理解的高级语言翻译成计算机芯片能理解的低级机器代码。CISC的设计时间可以追溯到程序员编写低级语言（称为汇编语言）和芯片设计迎合这种方法的时代，但Patterson和Hennessy为更新的高级编程时代设计了RISC。

一次做更多

Gwennap说，RISC的更为灵活的设计为提高处理器性能的技术铺平了道路。

一个概念是管线操作，在旧处理器完成执行以获得更快的性能之前，它会向处理器提供新的指令。想象一下你有一个独立的洗衣机和烘干机，这样你就可以洗一大堆衣服，而不是一次只能做一件事。

另一种是超标量芯片设计，它允许芯片并行使用多条管道。

Gwennap说:“一旦你开始管线操作，你就会重叠指令，然后超标量，同时做2个，3个或4个指令，整个CISC过程的整个过程都不太顺利。Hennessy和Patterson的观点是，如果我们让这些指令变得简单……我们可以构建更复杂的可以重叠指令的处理器，处理器就会变得更强大。”

开源实验

处理器是专利技术。像ARM这样的公司，其技术在所有移动电话中都有使用，有开放的许可政策，但仍然需要花钱。

但是有一种新的设计改变了这些规则：RISC-V。它是完全开放的，允许任何人使用和调整它的设计。该项目始于伯克利，Patterson是RISC-V基金会董事会的副主席。

Gwennap说：“你可以从互联网上获取一个开源CPU，使用免费的指令集，做你想做的任何事情——改变它或建立你自己的处理器。这些都是你过去一直无法做到的事情。这开启了创造力的大门。人们可以建立一个以前不能创造的CPU。”

实验是伟大的，但是Hennessy并不期望芯片设计有像RISC那样推进通用处理器性能的突破。对于Hennessy来说，关键是要超越旧的改进处理器的方法。

Patterson也建议重新考虑芯片架构。好消息是，RISC-V，廉价制造和新的设计工具正在解放处理器实验。

“任何人都可以尝试，”Patterson说，“这是一个全新的黄金时代。”