高性能计算终得图灵奖！超算榜单创始人获奖，Jeff Dean：他改变并推动了科学计算

2022 年 3 月 31 日 大数据文摘

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计算机领域的最高奖项图灵奖公布了2021年的得奖者，美国计算机科学家Jack J. Dongarra ，表彰他在高性能计算领域的卓越成就。

根据美国计算机协会（ACM）官方介绍，Dongarra的算法和软件推动了高性能计算的发展，对人工智能、计算机图形学等多个计算科学领域均产生了重大的影响。他在数值算法和库方面做出了开创性的贡献，使得高性能计算软件能够跟上四十多年来的指数级硬件更新。

Dongarra是田纳西大学电气工程和计算机科学系的大学计算机科学特聘教授、曼彻斯特大学数学学院的图灵研究员、莱斯大学计算机科学系的兼职教授，同时还是美国橡树岭国家实验室计算机科学和数学部的杰出研究人员。

图灵奖被称为“计算机界的诺贝尔奖”，由美国计算机协会（ACM）于1966年设立，是为了纪念世界计算机科学的先驱艾伦·图灵（A.M. Turing）。图灵奖会每年评选在计算机领域作出重大贡献的一到两名科学家，奖励100万美元，由谷歌全额赞助。

Dongarra将于6月11日星期六在旧金山皇宫酒店举行的年度ACM颁奖晚宴上正式受领图灵奖。

Dongarra从根本上改变并推动了科学计算

根据官方通告，Dongarra通过对线性代数运算的高效数值算法、并行计算编程机制和性能评估工具的贡献引领了高性能计算的世界。

近四十年来，摩尔定律使硬件性能呈指数级增长。在同一时期，虽然大多数软件未能跟上这些硬件进步的步伐，但高性能数值软件却做到了——这在很大程度上是由于Dongarra的算法、优化技术和生产质量的软件实现。

这些贡献奠定了一个框架，使科学家和工程师在大数据分析、医疗保健、可再生能源、天气预测、基因组学和经济学等领域做出了重要的发现和改变游戏规则的创新。Dongarra的工作还帮助促进了计算机架构的跨越式发展，并支持了计算机图形和深度学习的革命。

Dongarra的主要贡献在于创建了开源软件库和标准，这些软件库采用线性代数作为中间语言，可供各种应用使用。这些库已经为单处理器、并行计算机、多核节点和每个节点的多个GPU编写。Dongarra的库还引入了许多重要的创新，包括自动调谐、混合精度算术和批量计算。

Dongarra在说服硬件供应商优化这些方法，以及说服软件开发者在他们的工作中使用他的开源库方面处于领先地位。最终，这些努力使得基于线性代数的软件库在从笔记本电脑到世界上最快的超级计算机的高性能科学和工程计算中几乎被普遍采用。这些库对该领域的发展至关重要——允许逐渐强大的计算机来解决计算上的挑战问题。

四十多年来，Dongarra一直是LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA和SLATE等许多库的主要实现者或主要研究者。这些库是为单处理器、并行计算机、多核节点和每个节点的多个GPU编写的。他的软件库几乎被普遍用于从笔记本电脑到世界上最快的超级计算机等机器上的高性能科学和工程计算。

这些库体现了许多深层次的技术创新，例如：

自动调谐：通过他的2016年超级计算大会时间测试获奖的ATLAS项目，Dongarra开创了自动寻找算法参数的方法，这些算法参数产生了接近最佳效率的线性代数内核，往往超过了供应商提供的代码。

混合精度算术：在他2006年超级计算会议的论文《利用32位浮点算术的性能获得64位精度》中，Dongarra开创了利用浮点算术的多个精度来更快地提供精确的解决方案。这项工作在机器学习应用中发挥了重要作用，最近的HPL-AI基准测试就展示了这一点，它在世界顶级超级计算机上达到了前所未有的性能水平。

批量计算：Dongarra开创了将大型密集矩阵的计算（通常用于模拟、建模和数据分析）划分为许多可独立和并发计算的小任务块的计算范式。基于他在2016年发表的论文《用于GPU的分批GEMM的性能、设计和自动调整》，Dongarra领导开发了用于这种计算的分批BLAS标准，它们也出现在软件库MAGMA和SLATE中。

除此之外，Dongarra领导的其他研究包括消息传递接口（MPI），这是并行计算架构上可移植消息传递的事实标准，以及性能API（PAPI），它提供了一个接口，允许从异构系统的组件收集和合成性能。他帮助创建的标准，如MPI、LINPACK基准和超级计算机的Top500名单，支撑着从天气预测到气候变化到分析大规模物理实验数据的计算任务。

Dongarra在接受采访时表示，在他看来，他最重要的贡献包括三件事，“其中一个是设计和构建在高性能机器上运行的数值软件，该机器可以获得性能并且可移植到其他机器和架构中”；其次是在并行处理机制方面的工作，包括广泛使用的MPI；第三，衡量计算机运行速度的性能评估技术，这已成为超级计算机的TOP500列表。

“所有这些工作都专注于先进的计算机架构，以及如何非常有效地利用它们。”Dongarra表示。

ACM主席Gabriele Kotsis说道：“今天最快的超级计算机在一秒钟内进行四百万亿次计算，这令人难以置信，激发了公众的兴趣。但是，除了打破新记录以外，高性能计算一直是科学发现的一个主要工具。高性能计算的创新也溢出了许多不同的计算领域，推动了我们整个领域的发展。Dongarra在引导这一领域的成功轨迹方面发挥了核心作用。他的开拓性工作可以追溯到1979年，而且他至今仍是HPC社区中最重要和积极参与的领导者之一。毫无疑问，他的职业生涯配得上图灵奖对于'具有持久重要性的重大贡献'的认可。”

谷歌的Jeff Dean评价道：“Jack Dongarra的工作从根本上改变并推动了科学计算。他在世界上使用最频繁的数值库的核心所做的深入而重要的工作是科学计算各个领域的基础，帮助推进了从药物发现到天气预报、航空航天工程和其他数十个领域的发展，他专注于表征广泛的计算机已经为计算机体系结构带来重大进步，非常适合数值计算。 ”

图灵与图灵奖

在计算机技术高速发展的现代社会，图灵的影响力丝毫未减，图灵测试、图灵奖等等，我们都能看到图灵精神的延续。

图灵生于1912年，是英国的数学家、逻辑学家。图灵对于计算机科学有着不可磨灭的功劳，他最大的贡献之一就是和团队研制出了世界上“第一台”计算机。

在二战期间，他被邀请从事破译德国密码系统“英格玛”的工作，由于破译过程涉及太多的可能性，是人类无法在短时间计算出的，因此图灵和他的团队共同研制出了这样一台强大的“机器大脑”，最终成功破解密码！帮助盟军取得了二战的胜利，甚至使得二战足足提早两年结束。