計算機領域的最高獎項圖靈獎公布了2021年的得獎者，美國計算機科學家Jack J. Dongarra，表彰他在高性能計算領域的卓越成就。

　　根據(jù)美國計算機協(xié)會（ACM）官方介紹，Dongarra的算法和軟件推動了高性能計算的發(fā)展，對人工智能、計算機圖形學等多個計算科學領域均產生了重大的影響。他在數(shù)值算法和庫方面做出了開創(chuàng)性的貢獻，使得高性能計算軟件能夠跟上四十多年來的指數(shù)級硬件更新。

　　Dongarra是田納西大學電氣工程和計算機科學系的大學計算機科學特聘教授、曼徹斯特大學數(shù)學學院的圖靈研究員、萊斯大學計算機科學系的兼職教授，同時還是美國橡樹嶺國家實驗室計算機科學和數(shù)學部的杰出研究人員。

　　圖靈獎被稱為“計算機界的諾貝爾獎”，由美國計算機協(xié)會（ACM）于1966年設立，是為了紀念世界計算機科學的先驅艾倫·圖靈（A.M. Turing）。圖靈獎會每年評選在計算機領域作出重大貢獻的一到兩名科學家，獎勵100萬美元，由谷歌全額贊助。

　　Dongarra將于6月11日星期六在舊金山皇宮酒店舉行的年度ACM頒獎晚宴上正式受領圖靈獎。

　　Dongarra從根本上改變并推動了科學計算

　　根據(jù)官方通告，Dongarra通過對線性代數(shù)運算的高效數(shù)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的世界。

　　近四十年來，摩爾定律使硬件性能呈指數(shù)級增長。在同一時期，雖然大多數(shù)軟件未能跟上這些硬件進步的步伐，但高性能數(shù)值軟件卻做到了——這在很大程度上是由于Dongarra的算法、優(yōu)化技術和生產質量的軟件實現(xiàn)。

　　這些貢獻奠定了一個框架，使科學家和工程師在大數(shù)據(jù)分析、醫(yī)療保健、可再生能源、天氣預測、基因組學和經濟學等領域做出了重要的發(fā)現(xiàn)和改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新。Dongarra的工作還幫助促進了計算機架構的跨越式發(fā)展，并支持了計算機圖形和深度學習的革命。

　　Dongarra的主要貢獻在于創(chuàng)建了開源軟件庫和標準，這些軟件庫采用線性代數(shù)作為中間語言，可供各種應用使用。這些庫已經為單處理器、并行計算機、多核節(jié)點和每個節(jié)點的多個GPU編寫。Dongarra的庫還引入了許多重要的創(chuàng)新，包括自動調諧、混合精度算術和批量計算。

　　Dongarra在說服硬件供應商優(yōu)化這些方法，以及說服軟件開發(fā)者在他們的工作中使用他的開源庫方面處于領先地位。最終，這些努力使得基于線性代數(shù)的軟件庫在從筆記本電腦到世界上最快的超級計算機的高性能科學和工程計算中幾乎被普遍采用。這些庫對該領域的發(fā)展至關重要——允許逐漸強大的計算機來解決計算上的挑戰(zhàn)問題。

　　四十多年來，Dongarra一直是LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA和SLATE等許多庫的主要實現(xiàn)者或主要研究者。這些庫是為單處理器、并行計算機、多核節(jié)點和每個節(jié)點的多個GPU編寫的。他的軟件庫幾乎被普遍用于從筆記本電腦到世界上最快的超級計算機等機器上的高性能科學和工程計算。

　　這些庫體現(xiàn)了許多深層次的技術創(chuàng)新，例如：

　　自動調諧：通過他的2016年超級計算大會時間測試獲獎的ATLAS項目，Dongarra開創(chuàng)了自動尋找算法參數(shù)的方法，這些算法參數(shù)產生了接近最佳效率的線性代數(shù)內核，往往超過了供應商提供的代碼。

　　混合精度算術：在他2006年超級計算會議的論文《利用32位浮點算術的性能獲得64位精度》中，Dongarra開創(chuàng)了利用浮點算術的多個精度來更快地提供精確的解決方案。這項工作在機器學習應用中發(fā)揮了重要作用，最近的HPL-AI基準測試就展示了這一點，它在世界頂級超級計算機上達到了前所未有的性能水平。

　　批量計算：Dongarra開創(chuàng)了將大型密集矩陣的計算（通常用于模擬、建模和數(shù)據(jù)分析）劃分為許多可獨立和并發(fā)計算的小任務塊的計算范式。基于他在2016年發(fā)表的論文《用于GPU的分批GEMM的性能、設計和自動調整》，Dongarra領導開發(fā)了用于這種計算的分批BLAS標準，它們也出現(xiàn)在軟件庫MAGMA和SLATE中。

　　除此之外，Dongarra領導的其他研究包括消息傳遞接口（MPI），這是并行計算架構上可移植消息傳遞的事實標準，以及性能API（PAPI），它提供了一個接口，允許從異構系統(tǒng)的組件收集和合成性能。他幫助創(chuàng)建的標準，如MPI、LINPACK基準和超級計算機的Top500名單，支撐著從天氣預測到氣候變化到分析大規(guī)模物理實驗數(shù)據(jù)的計算任務。

　　Dongarra在接受采訪時表示，在他看來，他最重要的貢獻包括三件事，“其中一個是設計和構建在高性能機器上運行的數(shù)值軟件，該機器可以獲得性能并且可移植到其他機器和架構中”；其次是在并行處理機制方面的工作，包括廣泛使用的MPI；第三，衡量計算機運行速度的性能評估技術，這已成為超級計算機的TOP500列表。

　　“所有這些工作都專注于先進的計算機架構，以及如何非常有效地利用它們。”Dongarra表示。

　　ACM主席Gabriele Kotsis說道：“今天最快的超級計算機在一秒鐘內進行四百萬億次計算，這令人難以置信，激發(fā)了公眾的興趣。但是，除了打破新記錄以外，高性能計算一直是科學發(fā)現(xiàn)的一個主要工具。高性能計算的創(chuàng)新也溢出了許多不同的計算領域，推動了我們整個領域的發(fā)展。Dongarra在引導這一領域的成功軌跡方面發(fā)揮了核心作用。他的開拓性工作可以追溯到1979年，而且他至今仍是HPC社區(qū)中最重要和積極參與的領導者之一。毫無疑問，他的職業(yè)生涯配得上圖靈獎對于'具有持久重要性的重大貢獻'的認可?！?/p>

　　谷歌的Jeff Dean評價道：“Jack Dongarra的工作從根本上改變并推動了科學計算。他在世界上使用最頻繁的數(shù)值庫的核心所做的深入而重要的工作是科學計算各個領域的基礎，幫助推進了從藥物發(fā)現(xiàn)到天氣預報、航空航天工程和其他數(shù)十個領域的發(fā)展，他專注于表征廣泛的計算機已經為計算機體系結構帶來重大進步，非常適合數(shù)值計算?！?/p>

　　圖靈與圖靈獎

　　在計算機技術高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，圖靈的影響力絲毫未減，圖靈測試、圖靈獎等等，我們都能看到圖靈精神的延續(xù)。

　　圖靈生于1912年，是英國的數(shù)學家、邏輯學家。圖靈對于計算機科學有著不可磨滅的功勞，他最大的貢獻之一就是和團隊研制出了世界上“第一臺”計算機。

　　在二戰(zhàn)期間，他被邀請從事破譯德國密碼系統(tǒng)“英格瑪”的工作，由于破譯過程涉及太多的可能性，是人類無法在短時間計算出的，因此圖靈和他的團隊共同研制出了這樣一臺強大的“機器大腦”，最終成功破解密碼！幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利，甚至使得二戰(zhàn)足足提早兩年結束。

　　1943年圖靈等人研制成功的巨型計算機

　　圖靈在戰(zhàn)爭中流盡鮮血，卻在和平中寸步難行。二戰(zhàn)結束后，圖靈因同性戀傾向被英國政府定罪，要么進監(jiān)獄、要么進行“激素治療”，圖靈選擇了后者。

　　1954年，圖靈在家中服毒自盡，享年41歲。直到2013年，在英國司法大臣克里斯·格雷靈的要求下，英國女王伊麗莎白二世宣布了對圖靈的赦免。同時，英國前首相卡梅倫表示：圖靈在二戰(zhàn)時破解德軍密碼、拯救國家上發(fā)揮了關鍵作用，是一個了不起的人。

　　關于圖靈在二戰(zhàn)期間破譯密碼、扭轉歷史這一傳奇經歷，2014年有一部電影《模仿游戲》，就生動地再現(xiàn)了整段歷史，該片還獲得當年奧斯卡最佳影片、最佳導演、最佳改編劇本在內的8項提名。

　　為了紀念他對計算機科學做出的巨大貢獻，由美國計算機協(xié)會(ACM)于1966年設立了一年一度的圖靈獎(Turing Award)，全稱“A.M. 圖靈獎”，以表彰在計算機科學中做出突出貢獻的人。

　　由于圖靈獎對獲獎條件要求極高，評獎程序極嚴，一般每年只獎勵一名計算機科學家，只有極少數(shù)年度有兩名合作者或在同一方向作出貢獻的科學家共享此獎。因此它是計算機界最負盛名、最崇高的一個獎項，有“計算機界的諾貝爾獎”之稱。

　　不僅是計算機科學，圖靈也為后來的人工智能科學提供了開創(chuàng)性的構思。他提出了一種用于判定機器是否具有智能的試驗方法，即著名的“圖靈測試”。

　　圖靈曾說過，“有時候，正是那些意想不到之人，成就了無人能成之事”。今天，用這句話來形容此次獲獎的兩位大師依然貼切，我們也期待未來有更多用技術讓我們生活更美好的“意想不到之人”還有“無人能成之事”。

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　　https://amturing.acm.org/