從 RISC 到 RAID 的黃金年代

從電腦 50 年來的巨變聊起：電腦有輸入輸出、記憶體、控制與算術單元五個基本元件，微處理器就是把處理器塞進一片晶片。

Gordon Moore 在 1965 年預測電晶體數量未來十年會每年翻倍，1975 年改成每兩年翻倍，還預言電腦會出現在汽車和超市買得到的東西裡，後來被稱為摩爾定律。

電腦靠一層層抽象化來處理複雜度，過去只有軟體能開放原始碼，如今硬體的設計本身也開始走向開放。

指令集是硬體與軟體溝通的詞彙，x86 屬於 Intel、ARM 屬於另一家公司，長年都是私有財產。

1980 年代 Berkeley、Stanford、IBM 主張指令要精簡，對抗業界「指令越複雜越好」的主流看法。

精簡指令要多執行約 50%，但編譯器能把複雜程式翻成簡單指令，換來每指令執行速度快上數倍。

UNIX 證明作業系統能用 C 語言寫，指令集因此能被編譯器藏起來，不必再靠人工寫組合語言，精簡指令的優勢才真正發揮。

Intel 沒有放棄 x86，而是讓晶片內部即時把複雜指令翻譯成類似 RISC 的指令執行，既保留舊軟體相容性又吃到 RISC 的速度紅利。

他與 Hennessy 合著教科書，把電腦架構的設計從「憑經驗判斷」變成可以用公式與 benchmark 比較的量化科學。

把執行時間拆成指令數、每道指令的平均時脈週期、時脈長度三項；RISC 指令多 25–50%，每道指令的週期卻只要五分之一左右，1984 年前後業界就接受了這個論點。

2010 年 Berkeley 團隊記取 1980 年代四個 RISC 專案的教訓，做出一套開放指令集，取名向它們致敬。

原本是 Berkeley 自己做研究、上課用的，採 BSD 授權讓其他學者敢拿去用，直到業界主動反映想用同一套指令集，才發現市場一直缺一個開放標準，順勢成立基金會推廣。

雲端幾乎全被 x86 把持、手機被 ARM 主宰，物聯網因為沒有龍頭反而是 RISC-V 最有機會切入的市場。

ARM 的授權分兩種：直接用現成設計，或花上千萬美元買下自行設計的權利。同樣用 ARM 指令集，Apple 買了後者、組了頂尖團隊，這才是它比其他 Android 陣營廠商快的原因。

他最欣賞「小而美」，RISC-V 只用約 40 條核心指令就能撐起所有軟體，其餘功能都是可選、不是必需。

過去電腦每一兩年就快一倍，如今 Intel 處理器一年只進步幾個百分點，業界轉而替特定應用做加速器，恰好碰上機器學習興起：機器學習的核心是矩陣乘法，而這正是硬體設計者最會加速的運算。

他參與催生機器學習硬體的公開評測標準 MLPerf，讓不投入軟體堆疊的公司在跑分上無所遁形；以色列的 Habana 在 MLPerf 拿到好成績，Intel 則收掉不公布分數的 Nervana 產品線，花 20 億美元買下 Habana。

他認為量子運算像核融合，兩份國家級報告都指出能除錯的量子電腦大概還要十年，目前不該指望它解決眼前的效能問題。

他堅持摩爾定律「趨緩」是量測出來的事實，不是行銷話術，也不是說半導體技術從此停滯不前。

他擔心多數人還沒意識到雲端伺服器不會再像過去一樣年年變快，軟體工程師得開始正視這件事，重新學怎麼把軟體寫得更有效率。

他與 Randy Katz、Garth Gibson 從 Macintosh 旁邊那顆比洗衣機小得多的硬碟得到靈感，想把許多便宜的 PC 硬碟湊成陣列。

硬碟從會轉動的磁性材料逐漸換成快閃記憶體，但 RAID 用備援換可靠度的精神，換了技術照樣適用。

退休派對上看到一張照片，照片裡五位拿過校內傑出教學獎的同事全是國家工程院院士，其中三人拿過圖靈獎；他也同意 Feynman 的看法，教學逼著人把事情想得更透徹。

高中與社區大學時期的摔角經歷，給了他身體上的自信，後來轉化成敢在研究上據理力爭的底氣，也學到怎麼帶一支互相支持的團隊。

他引用同事的話：人生的分量不是銀行存款裡的零，而是訃聞在報上占了幾吋版面；回顧生涯，真正在意的是影響過的人，不是論文數量。

結婚超過五十年，被問到怎麼維持，他給出九個英文單字：「我錯了，你是對的，我愛你」。