計算機體系結構國家重點實驗室(中國科學院計算技術研究所)

大型計算機系統研究組:張立新,侯銳(2) 算法與體系結構研究組:孫凝暉,譚光明(5) 片上系統設計研究組:張志敏(3)

基本信息

計算機體系結構國家重點實驗室依託中國科學院計算技術研究所
該實驗室是我國在計算機體系結構方面唯一的一個國家重點實驗室。
2010年4月,實驗室科技部批准立項。
2011年12月,實驗室在中科院計算所揭牌,於2013年5月22日通過驗收,新揭牌的計算機體系結構國家重點實驗室依託中科院計算技術研究所,主要從事計算機體系結構和系統設計方法領域的套用基礎研究。據該實驗室主任、中科院計算所所長孫凝暉介紹,實驗室主要設立了高端計算機體系結構和設計方法、微體系結構、編譯和編程、VLSI與容錯計算、非傳統計算機體系結構5個研究方向,發展目標是建立具有國際水平的計算機體系結構研究實驗平台,為全國計算機體系結構研究提供基礎支持。

正式揭牌

2011年12月9日,計算機體系結構國家重點實驗室在中科院計算技術研究所揭牌,該實驗室當天還舉行了開放日活動,向社會各界展示實驗室的最新研究成果。這些成果大部分都發表在國際頂級學術期刊和會議上,提高了中科院計算所在體系結構研究領域的知名度和影響力。
目前我國共有國家重點實驗室382個,包括在高校和研究院所建設的國家重點實驗室261個、試點國家實驗室6個。
計算機體系結構國家重點實驗室依託於中科院計算所,實驗室學術委員會主任是李國傑院士,主任是孫凝暉研究員。目前正式在編固定人員54人(研究人員48人,技術支持4人,管理2人),研究員15人(其中院士3人),副研究員/高工11人。其中,3人獲得“國家傑出青年科學基金”,1人獲得中國十大傑出青年,2人入選了中組部千人計畫,4人入選中科院百人計畫,1人獲得全國優秀博士論文獎,2人獲得了全國優秀博士論文獎(提名),2人獲得中國青年科技獎,2人獲得了中國計算機學會優秀博士論文獎,2個團隊獲得中科院傑出科技成就獎。

研究方向

計算機體系結構國家重點實驗室設立五個主要研究方向,即高端計算機體系結構和設計方法、微體系結構、編譯和編程、VLSI與容錯計算、非傳統計算機體系結構。圍繞五個研究方向,結合實驗室現有的基礎和未來的發展規劃,下設五個實驗室(先進計算機系統實驗室、微體系結構實驗室、編譯與編程實驗室、積體電路實驗室、並行算法實驗室)和四個研究組(處理器設計研究組、作業系統研究組、存儲體系結構研究組、量子計算研究組)。
以計算機系統結構的學科優勢為依託,圍繞超並行計算機系統和多核處理器開展基礎研究和高技術前沿探索。主要研究方向包括:高性能計算機系統設計理論,微處理器設計的新原理、新結構和新方法。通過研究新型高性能計算機的體系結構,面向新型體系結構的模擬仿真、作業系統、套用建模和最佳化技術,高端處理器的微體系結構,跨平台多系統虛擬化技術、大規模片上多核並行處理器設計方法、可擴展可重構處理器設計方法,並行程式設計模型、語言、編譯,先進微處理器的代碼生成與最佳化,計算機體系結構及微體系結構可靠性設計,多核處理器的自測試、自診斷、自修復設計,VLSI測試和設計驗證方法,為高性能計算機系統和高性能處理器設計領域的發展持續提供創新方法和關鍵技術。解決本領域國家急待解決的重大關鍵問題,推動計算機系統結構學科的科技進步。

發展目標

建立具有國際水平的計算機體系結構研究實驗平台,為全國計算機體系結構研究提供基礎支持,為提高我國計算機體系結構整體研究水平作出貢獻。建設一支高水平、跨學科、結構合理的研究隊伍,將學術骨幹培養成為所在研究領域中享有國際聲譽的科學家,在國際上代表國內最高水平,建立計算機體系結構領域國際一流的科學研究、技術創新和人才培養的基地。以滿足高性能計算、高通量計算和人機物三元融合的計算需求為突破口,研究萬億次級晶片體系結構,構建艾級(更高)高性能計算機;研究千執行緒級晶片體系結構,構建千萬執行緒級高通量計算機;發展可重塑晶片和族群體系結構,構建海雲計算融合新型計算模式。進行面向艾級計算、EB 級數據、億級並行的基礎研究,研製50GF/w 原型系統,突破2020 技術牆。具體包括:單晶片百瓦、千核、十萬億次的處理器體系結構設計、測試驗證和自修複方法;十萬個處理器晶片構成的系統互連和容錯方法;億級並行度的編程和算法設計方法;高端計算如何利用新工藝、新器件(3D 封裝、光互連)的最新成果。

組織結構

為求解計算機領域的上述重大科學問題,同時面向長遠的科學發展需求,計算機體系結構國家重點實驗室設立五個主要研究方向,即計算機系統、微體系結構、編譯和編程、VLSI與容錯計算、非傳統計算機體系結構。圍繞五個研究方向,結合實驗室現有的基礎和未來的發展規劃,進一步分為四個實驗室和四個研究組:先進計算機系統實驗室、微體系結構實驗室、編譯與編程實驗室、積體電路實驗室、並行算法研究組、處理器設計研究組、存儲系統研究組、量子計算研究組。
計算機體系結構國家重點實驗室目前正式在編固定人員78人(研究人員60人,技術支持16人,管理2人),研究員16人(其中院士2人),副研究員/高工14人。在讀研究生133人,客座研究人員17人。其中,3人獲得“國家傑出青年科學基金”,1人獲得中國十大傑出青年,2人入選了中組部千人計畫,4人入選中科院百人計畫,1人獲得全國優秀博士論文獎,2人獲得了全國優秀博士論文獎(提名),2人獲得中國青年科技獎,2人獲得了中國計算機學會優秀博士論文獎,2個團隊獲得中科院傑出科技成就獎。經過50年來的建設,實驗室已形成三個梯隊組成的、精幹的、有凝聚力的研究群體。第一梯隊是以李國傑院士為代表的學術帶頭人,他們創建了,並帶領實驗室成為了國內有重要影響力的體系結構套用基礎研究基地。第二梯隊是一批年齡在40歲左右,以孫凝暉、胡偉武為代表的青年學術帶頭人和研究骨幹,是實驗室的中堅力量。現在,第三梯隊的35歲以下研究人員已成為實驗室固定人員的最大群體,大部分為自己培養博士,也有從國內引進,留學歸國的人才。
1、學術委員會主任:李國傑院士
2、實驗室主任:孫凝暉;常務副主任:李曉維;副主任:馮曉兵
3、實驗室黨支部書記:馮曉兵
4、學術秘書:董慧

研究單元

高端計算體系結構方向
(1) 大型計算機系統研究組:張立新,侯銳
(2) 套用驅動的系統設計研究組:詹劍鋒,王磊
(3) 面向數據的系統結構研究組:陳明宇,熊勁,包雲崗
(4) 算法與體系結構研究組:孫凝暉,譚光明
(5) 作業系統研究組:孫毓忠
(6) 存儲體系結構研究組:許魯,劉振軍
微體系結構方向
(1) 片上並行技術研究組:唐志敏
(2) 片上系統設計研究組:張志敏
(3) 眾核處理器設計研究組:范東睿
(4) 高級微處理器技術研究組:胡偉武,章隆兵
編譯和編程方向
(1) 動態編譯研究組:武成崗
(2) 並行編程環境研究組:吳承勇,陳莉
(3) 面向微體系結構的編譯最佳化研究組:馮曉兵,連瑞琦
VLSI與容錯方向
(1) 測試與設計驗證研究組:李華偉
(2) 可靠性設計研究組:胡瑜
(3) VLSI與容錯設計研究組:李曉維,韓銀和,張磊
非傳統體系結構方向
(1) 非傳統體系結構研究組:徐志偉,孫曉明

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