新電子科技 12月號/2018第393期 (電子雜誌)

AI掀起高效運算熱潮  DSA/DSL後勢看好

機器學習(ML)熱潮點燃高效能運算需求，新興運算架構跟著水漲船高。跟過去數十年流行的通用運算架構不同，這些新興架構是為了特定幾種運算任務最佳化，並使用特定的程式語言，因而稱為領域專用架構(Domain Specific Architecture, DSA)及領域專用語言(Domain Specific Language, DSL)。DSA/DSL的興起，將成為引領未來處理器設計，乃至整個半導體產業發展的重要因素。

有資訊科學界諾貝爾獎之稱的圖靈獎(Turing Award)，在2018年3月宣布2017年度的得獎者，由David Patterson跟John Hennessey兩位研究計算機架構的大師級人物獲獎(圖1)。兩位學者合著的「計算機組織與設計--硬體/軟體介面」，出版至今已有25年，仍是資訊工程學界必讀的權威著作之一。

兩位學者對計算機架構跟微處理器的演進產生非常深遠的影響，如精簡指令集(RISC)的概念就是由兩位學者所提出。因此，Patterson跟Hennessey早已注定名留青史，獲得圖靈獎肯定則可說是錦上添花，甚至有些令人意外。

傳統上，圖靈獎是一個非常偏向軟體的獎項，例如人工智慧(AI)研究、程式設計理論跟密碼學，就是圖靈獎的常勝軍，很少由跟硬體有直接關係的研究者獲得。因此，兩位學者在這個時間點獲得圖靈獎肯定，加上眾多新興運算架構如雨後春筍般出現，也象徵著硬體創新的價值，再度獲得各界肯定。

通用架構面臨效能/安全雙重考驗

在過去半個多世紀，製程微縮一直是半導體業者得以降低晶片製造成本、功耗、提升晶片效能最重要的原因，但如今製程微縮已經無法再像過去那樣，為晶片供應商帶來上述好處。先進製程的開發費用極為昂貴，而且對功耗跟效能的提升效果已不若過去明顯。即便電晶體尺寸在技術上還有進一步微縮的空間，對晶片商來說，到底值不值得，是個需要精打細算的問題。