FPGA研究領域奠基者，北京大學高能效計算與應用中心主任叢京生 | CNCC 2017

雷鋒網 AI科技評論按：由中國計算機學會（CCF）主辦，福州市人民政府、福州大學承辦的2017中國計算機大會（CNCC2017）將於10月26-28日在福州舉行。已經註冊參會的朋友們可以現場一睹大牛們的精彩報告！10月15日前線上註冊繳費截止，但未註冊繳費的也不要著急，您可以選擇現場註冊參會！

延續2016年大會的頂級嘉賓陣容，CNCC 2017 將會迎來更多國內外知名專家學者，大會特邀陣容如下:

菲爾茲獎獲得者丘成桐，中國科學院院士梅宏，微軟全球執行副總裁沈向洋，美國國家工程院院士叢京生，CCF會士、中科院計算所研究員陳熙霖，斯坦福大學副教授，斯坦福人工智慧實驗室和視覺實驗室主任李飛飛，北卡羅來納大學教堂山分校教授Dinesh Manocha，騰訊集團高級執行副總裁湯道生，今日頭條副總裁、IEEE Fellow馬維英，滴滴出行高級副總裁章文嵩，出門問問創始人、CEO李志飛，CCF理事、北京理工大學教授王涌天等。

繼介紹哈佛大學終身教授丘成桐、微軟全球執行副總裁沈向洋後，雷鋒網 AI科技評論將為大家帶來另一位具有廣泛影響的傑出計算機科學家——美國國家工程院院士、ACM Fellow、IEEE Fellow叢京生教授，他將親臨 CNCC 2017 的大會現場並做主題演講。

圖1：叢京生教授

叢京生教授本科畢業於北京大學計算機科學與技術系，1987和1990年於美國伊利諾伊大學厄巴納香檳校區（UIUC）分別獲得計算機科學碩士和博士學位，目前有如下諸多頭銜：

• 加州大學洛杉磯校區（UCLA）計算機系和電子工程系教授

• 加州大學洛杉磯校區（UCLA）傑出校長講席教授（Distinguished Chancellor』s Professor）

• 加州大學洛杉磯校區（UCLA）協理副教務長（Associate Vice Provost）

• 北京大學高能效計算與應用中心主任

• 北京大學信息科學技術學院千人計劃客座教授

• 北京大學-UCLA理工聯合研究所共同主任

學界成就

叢京生教授的研究領域包括電子設計自動化和高能效計算與應用等，共發表論文500餘篇；他不僅論文高產，學術成就也同樣斐然。

據 Google Scholar 的統計，叢京生教授論文的引用量超過20000次；而截至目前，叢京生教授已在多個國際學術期刊和會議上拿下10個最佳論文獎，其中包括中國計算機學會（CCF）推薦的A類國際學術期刊TCAD和A類國際學術會議HPCA。

除了多次獲得最佳論文獎，叢京生教授還先後三次獲得「十年最有影響力論文「的獎項，毫無疑問，這一榮譽是對學者的學術生涯的最高肯定：

2014年11月，在IEEE/ACM 計算機輔助設計國際會議（ICCAD）上，以叢京生教授為第一作者的論文《三維集成電路的一種熱驅動布圖演算法》（A thermal-driven floorplanning algorithm for 3D ICs）獲得ICCAD 2004至2014年「十年最有影響力論文獎」，該獎項旨在表彰十年來ICCAD在集成電路計算機輔助設計方向上所收錄的、在研究和工業設計上最具影響力的論文。

圖2：叢京生教授於2014年ICCAD上獲得十年最有影響力論文獎

亞洲及南太平洋地區設計自動化會議（ASP-DAC）是集成電路設計與輔助工具研究領域國際上最具影響力的學術會議之一，受到世界範圍內該研究領域專家學者的廣泛重視。

2015年1月，在ASP-DAC上，叢京生教授與他曾指導的博士生Dr. Yan Zhang合作的論文（Thermal-Driven Multilevel Routing for 3-D ICs）獲得近十年最有影響力論文獎。

2017年初，同樣在ASP-DAC上，叢京生指導他的學生羅國傑在UCLA攻讀博士學位期間所發表的第一篇論文《基於變換的三維晶元熱布局方法》（Thermal-aware 3D IC placement via transformation）再次斬獲十年最具影響力論文獎。

除了多篇論文拿下大獎，他還因專業成就斐然而多次獲得表彰：

• 2010年，叢京生教授因在電子設計自動化領域等方面的開創性貢獻獲IEEE電路與系統分會年度技術成就獎，2016年，他再次獲得IEEE計算機分會年度技術成就獎。

• 2017年初，叢京生教授「因通過FPGA綜合演算法的創新，在專用可編程邏輯領域做出的開創性貢獻」，當選美國國家工程院院士。

• 2017年9月，叢京生教授獲得CCF海外傑出貢獻獎，該獎項旨在表彰他對中國計算機事業的貢獻。

業界突破

除了在學界獲得一系列獎項，叢京生教授在業界也吸引了眾人的目光，他先後參與建立三個高新技術創業公司，並且這些公司都獲得了不錯的發展。

在今年八月的未來論壇中，叢京生教授提到了他們先後應用於業界的一系列研究成果：

21世紀初期，他們用自動編輯原理，做了一個編譯系統AutoESL，從傳統的軟體開始生成硬體的描述語言，讓可以寫軟體的人自動設計FPGA，大大簡化了FPGA的設計難度。

據悉，AutoESL支持system C 、C等高級語言，支持多種優化方法，可以很方便生成RTL級的代碼，大大提高研發速度。2011年，Xilinx正式宣布將AutoESL併入新一代的集成開發套件Vivado中。

除了AutoESL，他們還開發了新的CMOST——給定程序之後，決定怎麼傳輸數據，怎麼共享內存，這樣能實現極大的加速。提及設計CMOST的初衷，叢京生教授表示：他們設計AutoESL的時候，十年前的出發點是考慮讓晶元的設計者不用寫繁瑣的硬體描述語言，只需要寫軟體。但是今天只滿足於做計算遠遠不夠，因為計算的時候必須把處理器、CPU和FPGA同時用到。

談到CMOST，叢京生教授說道，「這個工作也做得很不錯，不但學術界認可，我們很多工業界的朋友也想用。作為副產品，還產生了一個叫Falcon Computing的公司，致力於讓雲端的FPGA加速成為可能。」

圖3：叢京生教授在今年八月的未來論壇上公開發表演講

對於投身業界的初衷，北京大學校報曾這樣報導過叢京生教授創業的心路歷程：

在第一個公司成立時，叢京生並沒有做開公司的準備，他的團隊在現場可編程邏輯門陣列綜合方面的研究工作在世界領先，也是當時工業界所需的技術，他向實驗室的科研合作夥伴提供了論文和源代碼，但是他們更需要的是持久性的技術支持，於是叢京生組建團隊進行了進一步的產業開發。

可見，叢京生教授希望通過產業落地的方式實現學術理論的順利轉換。在相關採訪中，叢京生教授曾經這樣描述從學界到業界的轉化：「產業轉化是一件很好的事情，但是需要的是水到渠成。大學裡的創業要建立在技術和科研的基礎上，很重要的一點是要把技術專長發揮出來，要建立在基礎研究上，做出一流的研究，有了產業前景自然有商業合作夥伴找上門來，讓科技推動產業發展，這才是大學創業的意義。」

代表性成果

北京大學校報也報導了叢京生教授最有代表性的兩項工作：

一是著名的FlowMap綜合演算法的提出。當時，計算大規模邏輯電路到現場可編程邏輯門陣列的時延優化映射方案曾被認為是一個NP完全問題（即多項式複雜程度的非確定性問題）。叢京生提出綜合演算法在多項式時間內實現了時延優化，完美地解決了這個問題，極大地提高了電路的工作速度，引起了業界的極大轟動。

二是通過高級語言C/C++實現對FPGA的編程。起初對FPGA的編程必須使用硬體描述語言實現，造成FPGA的入門開發難度大。而對於軟體工程師來說，如果通過高級語言對硬體編程可以極大地提高效率，當時很多人都提出了通過高級語言實現硬體編程這個想法，但沒有真正的實現，叢京生的這項研究使得這個想法從理論邁向了實踐。

對於他在FPGA上的研究成果，江南大學物聯網工程學院柴志雷博士表示，能把基於C/C++的FPGA應用開發技術從實驗室研究提升到產品化的水平，具有革命性的意義。如果再考慮到當前摩爾定律放緩，人工智慧及大數據的應用對計算系統的能力提出更高的需求，這項技術意義就更大了。「FPGA從細分市場走向大眾應用必然需要大幅度降低准入門檻、提升開發效率。而C/C++相比HDL就好比當年CPU編程從彙編轉移到C一樣。雖然目前很多FPGA工程師更習慣HDL編程，但進入計算領域的FPGA將會迎來更多的C／C++的編程人員。」

教育貢獻

除了在學界和業界不菲的成就，叢京生教授還是一名卓越的教育家，他的簡歷上顯示，他已培養了36名博士，其中，有9名學生跟隨他走上了學術的道路，在包括美國康奈爾大學、美國喬治亞理工學院、北京大學等眾多著名研究型高校任教，也有學生和他一起成立了公司，其他的學生則加入了各大公司的研發機構或者從事管理工作，包括Amazon、Arista、Facebook等。

目前，由他擔任主任的北京大學高能效計算與應用中心成就斐然，目前中心共有198篇論文在國際知名會議和期刊上獲得發表或接收，其中91篇為中心A類及A+類論文（計算機體系結構及相關領域頂級會議、期刊論文）。除了論文外，中心目前共承擔國家級、省部級項目18項，與企業合作承擔項目19項。

圖4：2017年8月，北京大學高能效計算與應用中心舉行年度學術研討會

對於這個中心成立的意義，北京大學計算機系李曉明教授說道，「雖然這個研究中心成立的時間不長，人數也不多，但學術產出是顯著的。我以為是在中國環境下也可能辦一個國際水平的小而精的學術體的樣板。」

江南大學物聯網工程學院柴志雷博士在與AI科技評論的交流中也表示，北大高能效中心快速拉近了國內在可重構計算領域與國外的水平，並對於吸引高水平人才的加入有直接的影響，是國內高校國際合作的一個成功範例。

總結

叢京生教授不僅在學界如FPGA等領域做出了里程碑式的貢獻，並且他還將在學界的研究成果應用到業界，真正做到了產學結合，解決了大家所面臨的實際問題。

北京大學計算機系李曉明教授表示，他將國際領先的研究成果轉變為成功的創業實踐，這是特別值得中國計算機學人學習的。

江南大學物聯網工程學院柴志雷博士也這樣說道，「叢老師的研究很好地體現了科研『頂天立地』的追求。他主導的科研既有學術的領先性，又能真正解決產業存在的關鍵問題，這應該是所有研究人員尤其是應用研究人員的追求。」

而在今年10月26-28日舉辦的CNCC 2017上，大家將能在大會現場，一睹叢京生教授的風采。雷鋒網 AI科技評論也將作為獨家戰略合作媒體，在現場為大家帶來第一手報道。

大會特邀嘉賓和技術論壇詳情：http://mp.weixin.qq.com/s/O5FX4JlqwyY_96d3xu77RQ

大會官網：http://cncc.ccf.org.cn/

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！