2021圖靈獎揭曉:高性能計算先驅、超算TOP500榜單創始人之一Jack Dongarra獲獎
守了一天,終于揭曉!
剛剛,2021 圖靈獎公布。ACM 官方宣布 2021 年的圖靈獎授予美國田納西大學電氣工程和計算機科學杰出教授,現年 71 歲的 Jack Dongarra,以表彰他對數值算法和工具庫的開創性貢獻,其使得高性能計算軟件能夠跟上四十多年來的指數級硬件改進。
Dongarra 的算法和軟件推動了高性能計算(HPC)的發展,并在從人工智能到計算機圖形學的許多計算科學領域產生了重大影響。由于他的軟件被用做超級計算機性能測評標準,并且由此誕生了超級計算機 TOP500 排行榜。
圖靈獎是計算機協會(ACM)于 1966 年設立的獎項,專門獎勵對計算機事業作出重要貢獻的個人,有著「計算機界諾貝爾獎」之稱。圖靈獎的獎金為 100 萬美元,由谷歌公司贊助。圖靈獎的 mingcheng 取自英國數學家艾倫 · 圖靈(Alan M. Turing),他奠定了計算機的數學基礎和局限性。
Dongarra 通過對線性代數運算的高效數值算法、并行計算編程機制和性能評估工具的貢獻引領了高性能計算領域。近四十年來,摩爾定律使硬件性能呈指數級增長。與此同時,雖然大多數軟件未能跟上這些硬件進步的步伐,但高性能數值軟件卻做到了——這在很大程度上歸功于 Dongarra 的算法、優化技術和高質量的軟件實施。
這些貢獻奠定了一個框架,科學家和工程師由此在大數據分析、醫療、可再生能源、天氣預測、基因組學和經濟學等領域取得了重要發現,取得了改變游戲規則的創新。Dongarra 的工作還幫助促進了計算機體系結構的跨越式發展,支持了計算機圖形學和深度學習的革命。
Dongarra 創建了一系列開源軟件庫和標準,這些工具采用線性代數作為中間語言,可以被各種應用程序使用。這些庫可為單處理器、并行計算機、多核節點和多 GPU 使用。Dongarra 的工具還引入了許多重要的創新,包括自動調整、混合精度計算和批處理計算。
作為高性能計算的先驅,Dongarra 帶領該領域的研究者促使硬件供應商去優化計算方法,并帶領軟件開發人員在工作中使用他的開源庫。
從筆記本電腦到超級計算機,這些努力使得基于線性代數的軟件庫被普遍用于高性能科學與工程計算。這些庫對于高性能計算領域的發展至關重要,促使功能越來越強大的計算機能夠解決具有挑戰性的計算問題。ACM 主席 Gabriele Kotsis 表示:「今天最快的超級計算機在媒體上成為頭條新聞,并通過在一秒鐘內完成萬億次計算的驚人壯舉,引發了公眾的興趣。但除了對打破新紀錄的興趣之外,高性能計算一直是科學發現的主要工具。HPC 創新也延伸到許多不同的計算領域,推動了整個領域的發展。Jack Dongarra 在引領這一領域的成功發展中發揮了核心作用。他的開創性工作可以追溯到 1979 年,他仍然是 HPC 社區中最重要且積極參與的領導者之一。他的職業生涯無疑體現了圖靈獎對『具有持久重要性的重大貢獻』的認可。」
谷歌高級研究員、谷歌研究 & 谷歌健康高級副總裁 Jeff Dean 表示:「Jack Dongarra 的工作從根本上改變并推動了科學計算的發展。他在世界上各個科學計算領域使用最頻繁的數值軟件庫上的核心工作,幫助推進了從藥物發現、天氣預報到航空航天工程等十幾個領域。他專注于表征廣泛的計算機帶來了適配數值計算的計算機體系結構的重大進步。」
Dongarra 將于今年 6 月 11 日在舊金山正式出席圖靈獎頒獎晚宴。
重要技術貢獻
過去的四十多年里,Dongarra 一直是 LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA 和 SLATE 等庫的主要參與者或首席研究員。這些庫為單處理器、并行計算機、多核節點及每節點多 GPU 而編寫。他的軟件庫廣泛應用于高性能科學和工程計算,從筆記本電腦到世界最快的超級計算機都有涉及。
這些庫體現了深刻的技術創新,比如:
- 自動調優:2016 年,他的項目 ATLAS 獲得全球超級計算大會時間檢驗獎(Supercomputing Conference Test of Time),通過此項目 Dongarra 開創的方法能夠自動查找生成接近最優效率的線性代數內核的算法參數,這優于供應商提供的代碼;
- 混合精度算術:在他 2006 年全球超級計算大會上發表的論文《Exploiting the Performance of 32 bit Floating Point Arithmetic in Obtaining 64 bit Accuracy》中,Dongarra 率先利用多精度的浮點算術來更快地提供精準的解決方案。這項工作已在機器學習應用中發揮重要作用,正如最近在 HPL-AI 基準測試中所展示的那樣,它在世界頂級超級計算機上實現了前所未有的性能水平。?
- 批量計算:?Dongarra 開創了將大型密集矩陣計算(通常用于模擬、建模和數據分析)劃分為多塊小型任務計算的范例,這些塊可以獨立、并發計算。基于他在 2016 年發表的論文《Performance, design, and autotuning of batched GEMM for GPUs》,Dongarra 領導了針對此類計算的 Batched BLAS Standard 的開發,它們也出現在了 MAGMA 和 SLATE 軟件庫中。
Dongarra 與國際上許多人在上述方面進行了合作,他始終扮演著創新驅動力的角色,通過不斷開發新技術來最大限度地提高性能和便攜性,同時使用最先進的技術保持可靠的數值結果。此外,他還領導了 MPI(Message Passing Interface)和 PAPI(Performance API)的開發。MPI 是并行計算架構上可移植消息傳遞的事實標準,PAPI 提供了一個允許從異構系統的組件收集和綜合性能的接口。他幫助創建的標準,如 MPI、LINPACK 基準和超級計算機 Top500 名單,支撐了天氣預測、氣候變化、大規模物理實驗數據的分析等計算任務。
評價全球現役超級計算機的著名榜單 TOP 500 榜單始于 1993 年。每年會在 6 月的國際超算大會(ISC)和 11 月的全球超級計算大會(SC)上更新排名。這一榜單就是由 Jack Dongarra 和勞倫斯伯克利國家實驗室的 Erich Strohmaier、Horst Simon 等人共同構建的。
最新一期 Top500 榜單,更新于 2021 年 11 月。
人物簡歷
Jack J. Dongarra 在芝加哥州立大學獲得數學學士學位,在伊利諾伊理工大學獲得計算機科學碩士學位,在新墨西哥大學獲得應用數學博士學位。
自 1989 年以來,他一直是田納西大學杰出教授(Distinguished Professor)和橡樹嶺國家實驗室的杰出研究人員。自 2007 年以來,他一直擔任英國曼徹斯特大學的圖靈 Fellow。
Dongarra 曾獲得多項榮譽,包括 IEEE 計算機先驅獎,SIAM/ACM 計算科學與工程獎和 ACM/IEEE Ken Kennedy 獎等。他是 ACM、電氣電子工程師協會 (IEEE)、工業和應用數學學會 (SIAM)、美國科學促進會 (AAAS)、國際超級計算會議 (ISC) 和 國際工程技術協會(IETI)Fellow。此外,他還是美國國家工程院院士和英國皇家學會的外籍會員。