01. 契機
從廣義上講,計算機體系結構這門科學主要為當前和未來的處理系統優化軟硬件。盡管還有其他幾個發表計算機體系研究的頂級會議,像ASPLOS、HPCA和MICRO, 但ISCA(國際計算機體系研討會)是最古老、運行時間最長、最負盛名的計算機體系研究會議之一。自1973年,除1975年外,ISCA每年舉辦一次。今年將是ISCA成立50周年。因此,我們今天回顧過去50年的ISCA,以分析總結是誰和什么因素在這段時間內推動了計算系統的發展和創新。這篇分析是為了慶祝ISCA成立50周年。因此,應該相應地看待其范圍。盡管我們在分析中非常注重數據的真實與可靠性(第2節),但考慮到會議早期數字記錄的框架和議題已經被保存很久了,故此可能會有一些錯誤和舍入痕跡。如果您有任何更正,請聯系我們,我們可以更新我們的Arxiv草案以反映您的勘誤。最后,像ISCA名人堂網站上的警示性評論所言(“一個真正的名人堂應該由影響力決定,而不是論文數量。”),我們想承認,我們的一些數據可能只反映了部分事實。話雖如此,我們的研究仍然找到了幾個有趣的趨勢,我們認為這些趨勢能夠更廣泛的影響社區并產生更深的見解。
02. 方法
我們收集了關于ISCA的社區和機制是如何隨著時間的推移而發展的相關信息、ISCA的行業和內容是如何隨著時間的推移而發展的相關信息,以及關于ISCA出版人員的趨勢。ISCA共發表論文2134篇。因此,手動對每篇論文進行分析和分類是非常具有挑戰性的工作,其不但非常耗時,而且容易出錯。所以,我們創建了一個腳本生態系統,利用DBLP和谷歌學術來收集盡可能多的信息。我們選擇同時使用DBLP和谷歌學術進行研究,因為它們都用易于訪問的格式提供了所需信息的子集。例如,谷歌學術可以很容易地統計論文的引用次數,而DBLP可以很容易地對特定年份或作者的ISCA出版物進行更多的歷史搜索。此外,基于DBLP的腳本構建在已經用于維護ISCA名人堂的腳本之上,而后者本身是利用DBLP和CSRankings[1]腳本基礎架構的修改版本。雖然這些資料庫不能保證具有完全相同的信息,但我們盡力保持每個實驗是自洽并符合所記錄數據的。
然而,由于時間連貫性問題、命名問題(例如,DBLP和谷歌學術研究可能會認為“David Patterson”和“David A. Patterson”是不同的人)以及模式/格式差異等各種原因,我們沒有嘗試修復數據源的數據。對于有些特殊情況,特別是在現代互聯網出現之前的ISCA中的檔案,DBLP和谷歌學術都沒有必要的信息。在這些情況下,我們使用每年ISCA會議記錄的紙質副本(例如,總主席和項目主席的歡迎筆記)作為提交或接受論文數量等信息的最終權威證明。在此,我們感謝馬克·希爾收集的ISCA議程表,這些證明是非常有價值的。
此外,我們對ISCA幾十年的數據進行如下分組:1973-1982年、1983-1992年、1993-2002年、2003-2012年和2013-2022年。由于1975年沒有召開ISCA,這意味著第一個十年只包含9年的出版物,而隨后的十年則包含完整10年的出版物。為了保證在某些情況下的數據連貫性,我們選擇的期刊不包括即將到來的2023年的出版物。同樣,在某些情況下(例如,創建詞云),我們選擇1973年、1983年、1993年、2003年、2013年和2023年作為“樣本”年份來檢查趨勢,這是因為檢查每年的計算機結構發展趨勢將導致顯著的重疊從而增大處理開銷,但結果卻沒有太大變化。
多年來,ISCA在許多方面也有了顯著的發展和變化。其中一個更有趣的數據是論文如何被引用和內建。ISCA早于搜索引擎和數字圖書館。例如,ACM的數字圖書館[2]始于1998年,IEEE Xplore始于2000年[13]。在20世紀70年代和80年代,尋找參考文獻的相關工作是一項很龐雜的工作——你必須去圖書館閱讀紙質論文,尋找參考文獻——這就導致每篇論文的參考文獻數量減少了。此外,ISCA(以及ASPLOS等其他會議)在2015年左右改變了參考文獻的論文長度政策,希望增加計算機體系結構類論文的引用數量。Arxiv這樣的平臺、HPCA這樣的新會議的加入,以及像ASPLOS這樣的現有會議召開頻率的變化(從兩年一次改為一年一次),也都共同增加了每年計算機體系結構論文的數量。因此,直至2023年,每年在頂級學術場所發表的計算機體系結構論文大約是1990年的5倍。同樣,與20世紀70年代和80年代的ISCA論文相比,如今每年發表的論文數量更多,并且ISCA鼓勵這些論文引用更多相關的論文,這大大增加了最近ISCA論文的引用次數。例如,1978年ISCA的27篇論文平均引用12次(總數為316次),而40年后的ISCA有63篇論文平均引用58次(總數為3636次)。ISCA 2018年的總數比1978年增加了約12倍。因此,2023年發表的計算機體系結構論文的引用次數可能比1990年的論文多25倍。我們還發現,較新的論文比較老的論文更有可能引用其他更近期的論文。同樣,ISCA論文的作者數量也在逐年增加[8][12]。這種變化意味著更近期的ISCA論文更有可能被高引用,而且由于這些論文的作者的論文被大量引用,這會導致他們的文章更有可能被引用,形成雪崩效應。
03. ISCA數據的趨勢
3.1 ISCA社區和機制:增長趨勢
圖1顯示了ISCA成立50年來提交給ISCA的論文數量、被ISCA接受的論文數量和ISCA的錄取率。此外,綠線、紅線和藍線分別顯示了這些指標的粗略趨勢
ISCA論文提交:多年來提交的論文數量不斷增長,反映了計算機體系結構社區的發展:ISCA 1973年大約有70篇論文提交,而ISCA 2023年大約有400篇論文提交,論文提交數量增加了6倍。然而,這種增長并不總是線性的。例如,1988年ISCA提交的論文數量與前一年和后幾年相比有顯著的增加。
更寬泛地說,在20世紀80年代末和90年代初,有些年份提交的ISCA論文數量呈下降趨勢。在1988年ISCA首次在夏威夷舉行時,ISCA的投稿數量大幅增加。然而,在這個時間段內的其他年份的投稿數量相對于前一年出現波動的原因目前還不太清楚。一種可能的解釋是,ISCA試圖保持單一投稿軌道。雖然這并不會比論文提交量對論文接受率產生更多的影響(下文將進一步討論),但這也許對論文提交量產生了寒蟬效應。這也是為什么一些其他計算機結構會議召開的時期,ISCA的投稿數量會出現下降,可能有些學者在選擇投稿論文的對象時選擇了其他會議,從而導致了一些波動。盡管如此,我們認為對在這段時間內提交的論文為什么減少做一些額外的分析是有必要的。
ISCA論文提交量和接受率:雖然在過去的50年里,論文的提交量顯著增加,但被接受的論文數量(圖1中藍色部分)的增長速度要慢得多:從1973年的ISCA到2023年的ISCA,盡管論文提交量增加了6倍,但被接受的論文數量只增長了2倍。因此,ISCA的接受率(圖1中紅色部分)從1973年的~50% (ISCA)穩步下降到2023年的~20% (ISCA)。我們認為,這凸顯了隨著會議重要性的提高,ISCA的對投稿者及論文的選擇性越來越強。
圖1:在ISCA成立的50年里,提交論文的數量、被接受的論文數量和錄取率是如何變化的。
每篇論文的作者數量:圖2顯示了50年來每篇被接受的ISCA論文的平均作者數量的變化情況。20世紀90年代末的統計結果表明,ISCA的平均每篇論文的作者數量在穩步增加[12]。圖2顯示,這一趨勢在很大程度上延續到了現代。雖然早期的ISCA有一些論文只有一個作者,或者只有很少的作者(例如,1973年平均只有2.1個作者),但數據顯示,這種論文越來越少。正如在之前的統計結果[12]中指出的那樣,我們認為這體現了在建立越來越大、越來越復雜的系統以及進行研究所需的配套方法(如模擬器、FPGA平臺或真實系統)方面日益增加的難度和挑戰。然而,有趣的是,這一趨勢并不完全是線性的:例如,2007 - 2010年,作者的平均數量從4.7下降到3.7。目前還不清楚為什么會出現這種下降,因為在這段時間內,有像Annton和Corona這樣的論文的作者數量很多。因此,我們懷疑這里的論文接受趨勢中可能有一些異常點。在2019年(5.0)和2020年(6.6)之間,平均作者數量也有一個很大的峰值。我們認為,這一峰值與行業運行發展軌跡的介紹性論文的加入[11]有關,比如像AMD的Exascale論文,谷歌的TPU論文和Groq的TSP論文。
這些論文中的每一篇都至少有22位作者,一般來說,關于大型工程項目的論文往往有很多作者,這使得這些論文在ISCA被更頻繁地接受時,每篇論文的作者數量的平均值顯著增加。然而,即使在這類論文以外的其他論文中,作者的數量也在穩步增加。
項目委員會(PC):由于論文投稿量的大幅增加,ISCA主項目委員會(即不包括外部審稿人或推薦人)需要擴大。ISCA 1973年項目委員會只有11個成員,而ISCA 2023年項目委員會的成員數目增長到113個,在過去的50年里,項目委員會成員數量增加了10倍!事實上,在去年的ISCA項目委員會會議上,“沖突縮放室(Conflict Zoom Room)”的人數有時比1973年的原始ISCA項目委員會的人數還要多!
圖2:在ISCA的50年里,每篇被接受論文的平均作者數量是如何變化的。
3.2 ISCA產業和內容增長趨勢
3.2.1 每十年詞云(關鍵字集合)
我們考察摘要中的關鍵詞在過去幾十年里的變化,可以進一步了解ISCA在過去50年里的重點和內容是如何演變的。圖3A-F顯示了ISCA 1973、ISCA 1983、ISCA 1993、ISCA 2003、ISCA 2013和ISCA 2023的摘要中最常見關鍵詞的詞云。在過濾掉“The”等常用詞之后,詞云顯示的是每一年所有摘要中具有代表性的關鍵詞。具有代表性的單詞的數量隨年份而變化,從164到286個單詞不等。這些詞云介紹了幾個有趣的趨勢。最初十年的ISCA論文集中在設計硬件和系統(通常用于小型計算機),包括航空電子和氣象的專門設計。在較小程度上,其他的主題,如容錯也出現在ISCA的第一年,這暗示這一領域的重要性日益增長,因為晶體管變得更小,設計更復雜。在隨后的幾十年里,不同層次的并行成為1983年、1993年和2003年ISCA會議的共同主題。主題包括故障感知計算、多處理器、同步、內存和高速緩存,以及指令級并行和其他增加給定處理器內并行性的技術。然而,隨著登納德尺度的逐漸凋亡,架構師們越來越多地轉向并行和虛擬化,最初他們仍堅持進行多處理器和多核cpu的工作(ISCA 2003年,2013年),后來越來越多地轉向gpu和其他專用加速器(ISCA 2013年,2023年)。這并不奇怪,與前幾年相比,加速器(如機器學習、機器人)、量子計算和安全等主題在ISCA 2023中顯得更加突出,這表明這些工作負載在推動未來系統需求方面的重要性,同時由于暗硅、登納德縮放的終結和摩爾定律的放緩,也促成了持續擴展多核CPU性能的挑戰。
最初他們仍堅持進行多處理器和多核cpu的工作(ISCA 2003年,2013年),后來越來越多地轉向gpu和其他專用加速器(ISCA 2013年,2023年)。這并不奇怪,與前幾年相比,加速器(如機器學習、機器人)、量子計算和安全等主題在ISCA 2023中顯得更加突出,這表明這些工作負載在推動未來系統需求方面的重要性,同時由于暗硅、登納德縮放的終結和摩爾定律的放緩,也促成了持續擴展多核CPU性能的挑戰。
圖4顯示了每年關鍵詞詞數的累積分布。x軸表示詞云中特征詞的數量,y軸表示累計總百分比。數據顯示,ISCA論文中的詞匯量變得更豐富,這表明主題多樣性增加(投稿人寫作風格的變化也可能是因素)。
圖4:每年關鍵詞計數的累積分布函數
3.2.2 每年被引次數最多的論文
表1展示了ISCA召開的每一年被引用最多的論文,每十年被引用最多的論文用綠色突出顯示。圖5和6進一步進行了擴展,將這些論文按類型和主題進行了分解(使用第3.2.3節中討論的相同方法)。檢查這些每年被引用最多的論文,會發現一些有趣的趨勢,這些趨勢表明了ISCA的內容和主題在過去50年里是如何演變的,其中一些佐證了我們從3.2.1節的詞云中得到的結論:
表1:1973-2022年各ISCA被引論文排名。每個十年被引用最多的論文用綠色標
第一個十年(1973-1982):正如Mark Hill所指出的[3],在ISCA的開放十年中,多處理器論文呈上升趨勢。這些論文跨越了幾個主題——網絡/互聯、故障診斷,甚至關系數據庫系統——都是針對多處理器系統或使用多處理器的。然而,這十年來被引用最多的ISCA論文是詹姆斯·史密斯(James Smith)關于分支預測策略的研究。盡管引用率不高,但ISCA的第一個十年也看到了其他主題的論文,如計算機體系結構教育(例如,Jonathan Allen的ISCA 1976年的論文)。雖然今天,這些更有可能出現在專業會議上,但在70年代,這些主題仍然是新生的,它們在主題中的存在表明了ISCA對各個領域創新的關注。
第二個十年(1983-1992):VLIW和多發射處理器在ISCA的第二個十年中加入了多處理器類論文。由于這些處理器的并行性,cache的條理性和一致性變得很重要:在1984年、1985年和1988年,這些主題的論文都是被引用最多的論文。此外,內存和緩存體系結構開始出現。例如,Jouppi關于緩存和預取緩沖區故障問題的論文,仍然經常是研究生計算機體系結構課程的必讀材料(這并不奇怪,因為它在被引用最多的ISCA論文列表中排名第十,見表2)。例如,Jouppi關于緩存和預取緩沖區故障問題的論文,仍然經常是研究生計算機體系結構課程的必讀材料(這并不奇怪,因為它在被引用最多的ISCA論文列表中排名第十,見表2)。
例如,Jouppi關于緩存和預取緩沖區故障問題的論文,仍然經常是研究生計算機體系結構課程的必讀材料(這并不奇怪,因為它在被引用最多的ISCA論文列表中排名第十,見表2)。
第三個十年(1993-2002):1996年引入了SMT論文(同樣,這也是研究生計算機體系結構課程的必讀材料)。雖然被引用最多的主題是超標量處理器和事務性內存,但這十年是電源和熱管理的高光時刻。在經歷了幾十年的技術和功率擴展之后,這一連串的活動暗示了一個指標逐漸不再適應當時的設計需要,即在21世紀初提出的的登納德擴展速度放緩。例如,1998年關于流水線門控的論文和從2000年到2003年引用的背靠背頂刊論文都討論了降低功率或建模的技術。
第四個十年(2003-2012):ISCA的第四個十年見證了多核架構的繁榮,在某種程度上,也見證了多核架構的蕭條。幾乎所有被引用最多的論文要么是關于多核架構的,要么是關于多核架構的互聯、功率和熱方面的研究,這一現象延續了過去十年。這十年結束時,Doug Berger、Hadi esmailzadeh、Karu Sankaralingam等人在暗硅上的工作指出了多核擴展的主要挑戰,即功耗受限。
第五個十年(2013-2022):解決暗硅的下一步一般來說是專用化,過去十年清楚地表明了這一點:ISCA的第5個十年被引用最多的論文開始于一篇關于GPU功率建模和可重構架構的文章,但隨后機器學習主導了列表的其余部分。從2015年到2021年,被引最多的論文都是機器學習架構的論文,而ISCA 2022年被引最多的論文(到目前為止)是關于同態加密和加密數據的加速器的。
3.2.3 整體被引用最多的論文
然而,它不一定能提供對這些論文分類的洞察。而且,在某些年份有多篇高被引論文,表1無法體現。因此,圖7、8和表2分析了按類型和主題劃分的前50名被引最多的ISCA論文[10]。類型分別是:
1. 微體系結構:可以在許多計算機內部使用的體系結構技術;
2. 體系結構:對完整計算機體系結構的描述或建議;
3.工具:幫助架構師設計計算機的工具,例如模擬器或測試基準。
觀察圖7中餅狀圖中的類型組合,微體系結構和體系結構在ISCA發表的論文類型中占據主導地位并不奇怪——畢竟,在過去的50年里,這些都是計算機體系結構社區的主要關注點。然而,有趣的是,幫助架構師的工具在前50名的論文中占了相當大的比重。事實上,前50名名單中只有3篇工具論文,但有2篇進入了前5名。這些工具類論文往往具有很強的生命力。例如,迄今為止在ISCA上被引用次數最多的論文SPLASH-2,在被引用次數最多的前10篇論文中,它比第二古老的論文早出現12年。然而,正如在2.1節中提到的原因,這使得論文排名衡量的指標更偏向與近期的論文。而這些障礙也使1973年第一屆ISCA的一篇論文進入前50名名單(#42)更加令人印象深刻。它的作者是ISCA名人堂的Jack Lipovski,他也是ISCA的第一任總主席。
圖9:前50名被引ISCA論文在過去50年中主題出現的熱度圖。
圖9中的體系結構主題提供了更細粒度的分類;它使用與Top 50相同的分類方案來創建歷年主題的熱度圖。由于當今芯片設計的口號是功耗-性能-面積,所以并行和功耗都是大切片也就不足為奇了。機器學習(ML)加速器在前50名被引用的ISCA論文中占有出人意料的大份額,因為目前對深度神經網絡的熱潮僅在十年前才開始——前50名中的7篇ML論文是在2014年至2017年期間在ISCA發表的。ML論文總體上是所有科學和工程[4]中被引用最多的論文之一。例如,2016年的ResNet ML論文有16.6萬+的引用[5]。因此,今天ML的巨大流行可能會增加今后論文對ML加速器的引用。除了ML加速器,像并行、一致性/連續性、功率和互聯等主題出現在被引用前50篇論文中至少10%的論文中——正如3.2.1節和3.2.2節中討論的那樣,圖9再次強調了這些主題的重要性。此外,圖9進一步展示了這些ISCA主題是如何隨時間演變的。像ML這樣的一些主題從2015年開始大量出現,而像并行這樣的主題則在50年間反復出現,呼應了從多處理器到多核CPU的過渡。
將每年的餅狀圖(圖7和6)與前50名的整體餅狀圖(圖7和8)進行比較,可以發現幾個有趣的趨勢。某些主題,如并行(30%)和互聯(10%)每年的排名前50的論文與總體排名前50的論文具有完全相同的所占比例,而微架構(70%)和工具(12%)論文每年引用排名前50的論文所占比例明顯高于整體排名前50的論文(分別高出56%和6%)。
這暗示了一些舊的論文,特別是那些來自早期ISCA版本的論文,相對于較新的ISCA論文,可能沒有那么多被引用,但仍然在當時產生了重大影響。此外,它還表明,近年來尚未有足夠時間被引用到足以進入前50名的論文(例如,關于數據安全的論文)也正在產生重大影響。
最后,當檢查發表了TOP 50論文的具體作者時,有幾位作者脫穎而出2,包括Norm Jouppi (Google),他獲得了2次ISCA最具影響力論文獎,并共同撰寫了2次前15名和5次前50名的論文。其他參與撰寫了幾篇前50名論文的還有Joel Emer(5篇)、Bill Dally(5篇)、Anoop Gupta(4篇)、Doug Burger(4篇)、Kourosh Gharachorloo(3篇)、John Hennessy(3篇)、Onur Mutlu(3篇)和Dean Tullsen(3篇)。
表2:50篇ISCA前50年高被引論文,包括發表年份、被引次數(截至2023年5月)、類型和主題。
3.2.4 一篇高被引論文的一生
圖10展示了3.2.2節中每年被引最多的論文的年被引趨勢。我們選擇檢查這些論文而不是整體前50名的論文,以解決之前討論的關于較晚年份的論文獲得更多引用的偏差(也因為這使它在制圖上更簡單!)y軸顯示了發表后每年的引用數量。最接近x軸的點代表發表后的第一年,再之后的點代表后年,以此類推。圓圈的大小與當年的引用數成正比。此外,對于一些早期的ISCA論文,我們沒有被引歷史,所以那些年的被引次數最多的論文是缺失的。
盡管這些論文的引用方式有些不同,但存在幾個共同的趨勢。我們對這些趨勢進行了討論,同時也拿出了幾個有代表性的示例論文。首先,20世紀70年代和80年代的許多TOP50論文都被緩慢而穩定的引用,通常在其發表日期之后持續35年以上依然有引用。然而,除了Jim·Smith在1981年ISCA上發表的分支預測論文外,這些論文在很大程度上沒有像最近的ISCA論文那樣出現大量的引用。相比之下,2005年之后ISCA的TOP50論文,包括ISCA 2007年的相變存儲器論文、ISCA 2011年的暗硅論文、谷歌在ISCA 2017年發表的TPU論文,以及其他一些論文,往往很早就出現了非常大的引用爆發。其中一些論文在今天依然被高引用。因此,這些論文達到了非常高的引用數,并且成為有史以來被引用最多的ISCA論文之一(第3.2.3節)。總的來說,這些趨勢似乎進一步展現了引文政策的變化和每年計算機體系結構論文的增加(第2.1節)。有趣的是,在這些時間節點之間,有幾篇被引率最高的論文,包括SPLASH-2(被引率最高的ISCA論文,章節3.2.3),表現出更有趣的趨勢。這些論文一開始都出現了高引用的爆發,接下來一段時間的引用較少,然后在之后再次被高引用。我們相信這凸顯了其中一些論文的高瞻遠矚——隨著登納德縮放定律的終結和摩爾定律的放緩,并行性(SPLASH-2,事務性內存,ISCA 1993)和功耗(watch, ISCA 2000)等主題變得更加流行,因此這些論文在后來的生命周期中再次變得熱門。
圖10:ISCA各年度高被引論文被引趨勢。y軸表示發表后每年的被引數量(與圈的大小成正比)。之所以有誤差,是因為我們沒有一些較早的論文的引文歷史數據。
3.3 誰在ISCA進行發表?
3.3.1 ISCA的高產作者
為了表彰在ISCA提交和發表工作的頂尖研究人員,1995年Mark Hill和Guri Sohi創建了ISCA名人堂(HOF)[7]。自2020年以來,該榜單由Matt Sinclair更新和維護。當研究人員在ISCA發表八篇或以上的論文時,則可加入ISCA名人堂。在ISCA成立的前50年里,有125位ISCA作者達到了這個門檻。在這群杰出的架構師中,125位作者中有82位(66%)發表了至少10篇ISCA論文,125位作者中有15位(12%)發表了至少20篇ISCA論文。圖11顯示了每個作者在ISCA發表論文的時間的直方圖分布。盡管我們的職業生涯跨度從不足10年到超過40年不等,但名人堂研究人員在ISCA的平均出版時間已經達到了約為20年。Dave Patterson在ISCA出版了50多年的作品。然而,研究名人堂的性別多樣性也強調了我們繼續努力改善我們社區性別多樣性的必要性:雖然我們沒有自我報告的數據,但我們使用性別API來獲得性別多樣性的估計[17]。基于此,我們發現只有9%的HOF作者是女性,這證實了之前研究中該領域嚴重偏向男性的趨勢[16]。
此外,在1973年至2023年期間在ISCA發表的2134篇論文中,其中1075篇(50%)包括一位或多位名人堂的研究人員!這125名研究人員僅占前50年所有ISCA作者的2.5%,這是值得注意的一件事。然而,之前的工作表明,該領域的頂級研究人員發表的許多論文在各個領域[14][15]之間有些共同。當進一步考察這些作者在產業界和學術界之間的分工時,我們發現他們中約有14%主要在產業界工作,5%具有產業界/學術界的混合隸屬關系,81%主要在學術界工作。這種作者劃分證實并強化了Peter Kogge[8]在2005年之前的一項研究中的趨勢。產業界與學術界之間的一個關鍵的區別是,雖然早期的ISCA有更多來自工業的出版物,但有一段時間,出版工業論文(例如,關于“真正的”產品)是具有很強挑戰性的,因為設計和銷售處理器的要求與ISCA論文中披露信息的期望之間存在沖突。好的一方面是,最近ISCA正努力添加一個行業特定的ISCA投稿軌道,這將有助于確保兩個社區的論文在未來的ISCA中繼續受到歡迎[11]。例如,ISCA 2021年被引次數最多的論文(TPUv4i論文)就出現在這條新軌道上。
3.3.2 每十年高產作者變化趨勢
我們還進一步調查了高產作者在ISCA的前五十年中的變化趨勢。下面我們列出了每十年的“高產作者”。在這種情況下,“多產”被定義為在十年內發表超過5篇論文(即在ISCA平均每隔一年發表一篇論文):3
第1個十年(1973-1982):Jack Lipovski, Howard Siegel, David Patterson, V. Carl Hamacher
第2個十年(1983-1992):Anoop Gupta、John Hennessy、Guri Sohi、James Goodman、Janak Patel、Mark Hill、Yale Patt、Andrew Pleszkun、Mark Horowitz、David Patterson、Edward S. Davidson、h.t. Kung、Susan Eggers、Wen-Mei W Hwu、Anand Agarwal、Henry M Levy、Jean-Loup Baer、Mary K Vernon、Randy H Katz、William J Dally
第3個十年(1993-2002):David Wood、Guri Sohi、Andre Seznec、Norm Jouppi、Steve Reinhardt、Yale Patt、Babak Falsafi、Brad Calder、Dean Tullsen、Dirk Grunwald、wenmei Hwu、Doug Burger、Jaswinder Pal Singh、John Paul Shen、Josep Torrellas、Kai Li、Kourosh Gharachorloo、Mark D. Hill、Trevor N. Mudge、Anant N. Mudge、Anoop Gupta、James E. Smith、Joel S. Emer、Luiz André Barroso、Margaret Martonosi、Mark Horowitz、Michel Dubois、Per Stenstr?m、Sarita V. Adve、shubendu S. Mukherjee、Susan J. Eggers、Todd M. Austin、威廉·j·達利
第4個十年(2003-2012):Onur Mutlu、Josep Torrellas、T.N. Vijaykumar、Christoforos Kozyrakis、Babak Falsafi、Yale N. Patt、Mark D. Hill、Mikko H. Lipasti、Norman P. Jouppi、Thomas F. Wenisch、William J. Dally、David A. Wood、Doug Burger、Frederic T. Chong、John Kim、Krste Asanovic、Luis Ceze、Moinuddin K. Qureshi、Naveen Muralimanohar、Sanjay J. Patel、Timothy Sherwood、Trevor N. Mudge、Amir Roth、Anastasia Ailamaki、Chita R. Das、James E. Smith、Joel S. Emer、Karin Strauss、Mark Oskin、Milo M. K. Martin、Narayanan Vijaykrishnan、parthasaraththy Ranganathan、Rajeev Balasubramonian、Yuan Xie、Al Davis、Anand Sivasubramaniam、Benjamin C. Lee、Changkyu Kim、Christopher J. Hughes、Dennis Abts、Engin Ipek、Gabriel H. Loh、Hyesoon Kim、Karthikeyan Sankaralingam、Lizy Kurian John、Mark Horowitz、Mateo Valero、Mattan Erez、Michael C. Huang、Pradip Bose、Scott A. Mahlke、Stephen W. Keckler、Steven K. Reinhardt、Sudhanva Gurumurthi、Todd M. Austin、Zeshan Chishti
第5個十年(2013-2022):Onur Mutlu, Josep Torrellas, Yuan Xie, Nam Sung Kim, Jeremie S. Kim, Christoforos E. Kozyrakis, Frederic T. Chong, Hadi esmailzadeh, Jangwoo Kim, Jason Mars, Lingjia Tang, Sreenivas Subramoney, Jae W. Lee, Christopher W. Fletcher, Gennady pekhihimenko, Jae W. Lee, Mahmut 。 Kandemir, Margaret Martonosi, Minesh Patel, Moinuddin K. Qureshi, Nandita Vijaykumar, Satish Narayanasamy, Stefanos kasiras, Won Woo Ro, Yan Solihin, Abhishek Bhattacharjee, Carole-Jean Wu, Chita R. Das,Daniel Sánchez、David Brooks、David T. Blaauw、Jayesh Gaur、John Kim、Kunle Olukotun、Mattan Erez、Murali Annavaram、Rakesh Kumar、Reetuparna Das、Saugata Ghose、Thomas F. Wenisch、Tor M. Aamodt、Aamer Jaleel、Abdullah Giray Yaglik?i、Amir Yazdanbakhsh、Anand Sivasubramaniam、Antonio González、Ashish Venkat、Daniel A. Jiménez、Dean M. Tullsen、Eiman Ebrahimi、Gabriel H. Loh、Gu-Yeon Wei、Mengjia Yan、Minsoo Rhu、Ronald G. Dreslinski、Timothy Sherwood、Tony Nowatzki、Tushar Krishna、Amro Awad、Babak Falsafi、Bhargava Gopireddy、Daniel Lustig、David W. Nellans、David Wentzlaff、Hasan Hassan、Jaehyuk Huh、Jian Huang、Joel S. Emer、Juan Gómez-Luna、Ahn Jung Ho、Krste Asanovic、Leibo Liu、Lieven Eeckhout、Lois Orosa、Mike O’connor、Myoungsoo Jung、Natalie D. Enright Jerger、Phillip B. Gibbons、weishaojun、Yin Shouyi、Simha Sethumadhavan、Stephen W. Keckler、Sudhakar yalamanchlie、Tae Jun Ham、Tao Li、Tianshi Chen、Yaqi Zhang、Yoav Etsion、Yuhao Zhu
和以前一樣,這些列表有幾個需要注意的地方,包括后來幾年的大量論文引用激增現象以及使用ISCA幾十年的老作者近年引用量較低現象等。然而,這些數據仍然反映了一個不斷增長的充滿活力的社區,這個社區每個十年加入的新作者都讓這個社區的群體變得日益多樣化。
3.3.3 名人堂之路
圖11和圖12顯示了125名當前成員進入ISCA 名人堂的其他詳細信息。正如第3.3.1節所討論的,圖11的直方圖顯示,名人堂成員的平均“ISCA生涯4”(從他們的第一篇論文到最近一篇論文之間的時間”為20年。然而,這個范圍是很大的:少則8年,多則46年。圖12突出顯示了這一點,它顯示了ISCA名人堂成員的論文數量(在y軸上)如何隨著他們的職業發展而增加(加入ISCA的時間在x軸上)。x軸的最大值為45,正如我們討論的,這是目前所有名人堂成員最長的任期。
對于大多數名人堂成員來說,我們看到有三個不同的階段:在他們職業生涯的早期,ISCA論文數量快速上升,在達到名人堂之后,ISCA論文數量緩慢但穩定增長,最后在他們職業生涯的后期,許多名人堂成員的ISCA論文數量再次增加。我們推測,這最后一個階段的增長可能是通過合作或學生產生的額外論文導致的。然而,最要注意的是,近年來名人堂成員的數據變化很大。我們發現了近年來達到名人堂的作者的所需的ISCA生涯時間不斷減少的趨勢(類似于3.3.2節后面幾個十年出現了更多的作者)。
3.4 ISCA記憶
為了給我們的回顧畫上一個句號,我們還調查了社區,以獲得他們幾十年來對ISCA的記憶。我們給所有123位ISCA名人堂的在世成員發了電子郵件,并向他們每人詢問了三個問題:(1)他們最喜歡的與ISCA有關的記憶,(2)他們第一次參加ISCA的十年中有什么亮點,(3)他們最喜歡的ISCA論文。雖然許多人明智地拒絕回答第三個問題,但我們還是從參加前50屆ISCA的名人堂成員中收集了寶貴的回憶。
這些故事中給人的深刻印象是,除了技術方面,受訪者還非常重視ISCA的社區和社交方面。最具傳奇色彩的年份是在歐洲和亞洲的舉辦ISCA的其中幾年:我們多次聽名人堂成員提起1998年巴塞羅那的宴會及其余興派對,2010年法國港口城市圣馬洛(Saint-Malo)精致的ISCA,以及最近的2016年首爾的美食和娛樂活動。ISCA研究人員記得他們第一次見面的時候、宴會上的食物特別好吃的時候、會議禮物特別有用的時候。例如,在圣地亞哥舉行的1996年ISCA大會的一位與會者回復說,她仍然穿著那一年的人字拖,當你走在沙灘上時,你身后的沙灘上就會留下“ISCA-34”的腳印。總的來說,這些故事描繪了一段在構成我們領域的研究中加入面對面、人際關系維度的漫長歷史。雖然只有一個,但我們甚至聽到一位ISCA與會者對2020年COVID-19大流行高峰期間的“虛擬ISCA”有正面的回憶。
另一個共同的主題是研究人員在ISCA的首次演講。其中一些記憶純粹是美好的,但更多的是演講前緊張時刻的記憶。當你在觀眾中看到著名和受人尊敬的資深研究人員時,那種令人生畏的時刻即使過去幾十年仍舊歷歷在目——即使對ISCA的成員來說,幾十年后的今天,他們在2023年ISCA的新作者面前扮演著同樣的角色。我們收集的這組故事至少包含一個“初遇鏈”:當研究人員A深情地回憶起第一次在ISCA上見到他們的研究英雄——研究人員B時,另一方面,研究人員B提交了一個幾乎相同的故事,講述了他們第一次見到研究人員C時的興奮。這些故事突出了ISCA的一個關鍵功能,這個功能在它過去的50年里一直保持不變:將新進入該領域的人與成熟的研究人員聯系起來,形成一個社區。有關更具體的例子,我們請讀者參閱我們作為#ISCA50慶祝活動的一部分所推出的特別系列社交媒體帖子。
04. 總結
總的來說,我們的研究著重于過去50年ISCA的動態變化。主題發生了變化,社區也在發展,但五十年來,ISCA的影響力和多樣性一直在增長。我們發現,隨著計算機系統的發展,ISCA的主題也隨之發展:包括小型機、通用單處理器cpu、多處理器和多核cpu、通用gpu和加速器。回想這些創新是如何幫助實現重大的社會變革,我們認為這凸顯了計算機體系結構的重要性,以及未來50年ISCA持續創新的必要性。
展望未來是令人興奮的。從目前的趨勢來看,加速器、生物啟發計算、碳感知計算/環境可持續性發展、邊緣計算、倫理計算、量子計算和安全/隱私等主題似乎很有可能在未來幾十年扮演重要角色。此外,隨著摩爾定律的逐漸失效[9],未來幾十年有關晶體管的問題會很多,ISCA的后續幾十年似乎需要重新思考系統應該如何設計,使用尚未被發現的、與眾不同的底層計算基片。這也凸顯出需要圍繞新技術繼續創新,并研究如何有效地打破抽象層(包括編譯器、操作系統、VLSI等),以便設計高效的未來架構。AI/ML在計算機體系結構設計中的應用也是一個值得注意的方向。
不管未來會發生什么變化,領導這些未來設計的研究人員必須從過去學習,以便最好地確定未來系統應該如何設計。在這里,我借用前輩的一段話來結尾表達我對他們的尊敬。
致Jack Lipovski, 他50年前的真知灼見到今日仍有參考價值:
從現在開始的十年后看,這次研討會很可能是計算機體系結構的一個顯著轉折點。隨著春季和秋季聯合計算機會議的解散,計算機體系結構的一個主要論壇已經失去了。因此,我們開始了一個關于計算機體系結構的年度研討會,每年在世界各地輪流舉行。…
研討會上的論文表明了計算機體系結構應當作為一門獨立科學來發展。雖然很難解釋在一個體系結構中做出的決策背后的推導過程,特別是在一個實用機器的體系結構中,但這種推理是一門科學的基礎。…
我們希望與會者會強調關于架構背后的推導的問題,作者會為這樣的問題做準備。如果這成為這個年度研討會的傳統,它應該引導作者在以后的研討會上對他們的架構進行科學的解釋。
——Jack Liposvki,第一屆計算機體系結構年會論文集序言, 1973年12月9日- 11日,佛羅里達大學
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原文標題:從頂會50年,看計算機體系架構變遷
文章出處:【微信號:算力基建,微信公眾號:算力基建】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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