站在计算机技术研究的最前沿

　　梦见吃饺子在日前中科院计算所举办的实验室日和学术交流大会上，记者走进了中科院计算机系统结构重点实验室，亲眼见识了研究人员正在进行的一批研究项目。

　　从事计算机技术研究的科学家、研究人员现在在研究些什么，这些研究中有哪些未来可能为我们可以用的技术和产品？11月14日，中科院计算技术研究所举办了第二届学术大会暨中科院计算机系统结构重点实验室日，记者走进了中科院计算机系统结构重点实验室，亲眼见识和了解到这里的研究人员正在进行的一批最新研究项目。

　　成立于2006年的中科院计算机系统结构重点实验室依托于中科院计算技术研究所，它集中了计算所系统结构领域1/3以上的研究力量，包括在计算机系统结构领域非常知名的学者，如李国杰院士、孙凝晖研究员等。成立后不到两年的时间里，除了直接为我国目前运行最快的超级计算机曙光5000A以及龙芯等提供技术支持外，还从事着众多的前沿性研究项目，有不少处于国际领先学术水平。

　　从事修复的微处理器研究的目的是提高芯片的可靠性。因为随着芯片制造工艺、集成度和处理器微体系结构的发展，处理器芯片发生硬故障和软错误的概率越来越高，为微处理器提供修复能力就成为提高微处理芯片成品率和可靠性的一条重要途径。这样的芯片在航空航天等需要高可靠性保障的领域具有广泛的应用前景。

　　据研究人员介绍，目前的研究主要集中在为微处理器的高速缓存提供修复能力。因为研究表明，芯片的高速缓存在微处理器中所占的面积比重越来越高，存储器已成为制约微处理器成品率和可靠性的主要瓶颈。

　　解决这个问题的难点在于，要修复芯片必须有诊断能力，而诊断的前提是有测试能力。因此，除了考虑硬件冗余外，芯片设计必须增加自测试、自诊断、复逻辑，使之具备故障检测、定位和修复能力，从而仅以较低的硬件开销来显著提高处理器的成品率和可靠性。在本次日上，记者看到了实验室设计的一款具有修复能力的处理器芯片样片，现已成功应用于无线传感网络节点。

　　该实验室正在从事的另一项研究与上述技术相近，这就是“N+M多核处理器的缺陷和复方法”。具体办法是为N核芯片提供M个冗余的核，如果有某个核失效时可使用备份的核进行替换。解决这个问题的难点在于芯片除了要有测试、诊断功能以外，还要考虑失效核的。因为失效核的不同，导致不同芯片的底层互联拓扑结构不相同，使得操作系统和程序员必须面对不同的结构进行任务调度和优化。进行拓扑重构以屏蔽因此可能给操作系统和程序员带来的影响，是研究人员需要解决的主要问题。

　　除了从事上述前沿性的研究项目外，目前市场上比较热门的技术，如虚拟化技术也在研究之中。记者了解到，在计算机系统结构实验室就在进行一项名为“面向互联网的可信、可靠、高效虚拟计算”的研究项目。该项目的部分研究已经用于目前部署于上海超级计算中心的曙光5000A中。据研究人员介绍，该项目未来也将用于普通的服务器。

　　如果说上述研究还与我们普通电脑使用者有些距离的话，在计算机系统结构重点实验室同样也有一些能让普通电脑使用者看得懂的研究项目，如龙芯笔记本。

　　在日上，记者见到了采用龙芯2F处理器的“逸珑”8.9英寸笔记本，其龙芯2FCPU的主频为800MHz～1000MHz，内存标准配置512M，采用DebianLinux操作系统，办公软件是红旗的RedOffice。这款笔记本即将量产，售价为3000元人民币左右，目标群体为学生和一些非游戏发烧友。展出的一款外观为白色兰花设计，非常漂亮。据研究人员介绍，龙芯笔记本采用了低功耗设计，待机时间长，整机最高功耗只有16W。

　　在实验室里，记者还了解到研究人员正在进行的一些应用基础研究项目(如芯片的测试)以及为龙芯所做的众多配套研究。如实验室编译技术组研究人员为龙芯设计的编译器就给记者留下很深的印象。尽管该一般用户不能感受到，而实际上它是龙芯上的应用程序运行所必需的工具，也是构造龙芯产业链条的一个重要环节。不难想象，正是众多研究人员的辛苦才有了“龙芯”和“曙光”超级服务器等一批关乎国家战略的研究的诞生。

　　在日上，记者采访了中科院计算机系统结构重点实验室主任孙凝晖研究员和副主任李晓维研究员。李晓维告诉记者:“举办重点实验室日，集中展示近期取得的基础性和前沿性研究，有助于推动中科院内部的学术交流和共享，从而进一步推动科技创新。”

　　实际上，为了促进创新研究，这几年中科院计算所采取了众多举措，如成立重点实验室、出台人才培养计划。特别是在人才队伍的建设上下了不少力气。一方面从国外引进在学术领域卓有建树的科学家担任专家顾问，目前仅计算机系统结构重点实验室就引进了6名这样的科学家;另一方面，也在加快内部人才的培养，在计算所内有一个“百星计划”，计划重点培养一批博士毕业、35岁以下的学术和技术，为他们配备专门的导师，提供科研基金等。

　　孙凝晖说:“不同的时代，对科研人员的创新有不同要求，过去，我们只专注原型样机研制、学术论文发表和专利申请。而如今的研究人员则要考虑国家的战略需求，站在科学技术的研究前沿，同时也要面向市场，以提高科技创新对国民经济的贡献程度。要做到这两点，闭门造车是不行的，参与国际国内的学术交流必不可少。”