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实验室介绍
 

计算机和处理器是信息社会的基础,是信息领域的核心技术;计算机体系结构主要研究计算机和处理器的结构与设计方法,是推动信息技术发展的核心“引擎”。随着摩尔定律放缓,计算机和处理器发展正面临着越来越严峻的可靠设计、性能优化、低功耗设计等挑战,亟需体系结构层次创新。另一方面,核心芯片研制能力弱也是我国信息产业的短板,处理器、系统软件等核心技术被个别发达国家控制,导致我国企业在国际产业链中核心竞争力弱、缺乏话语权。如何让我国企业在IT领域具有国际竞争力,避免芯片制裁事件再次发生,亟需科研人员为我国企业提供在国际开放产业生态中具有竞争力的核心技术。
计算机体系结构方向聚焦于前沿技术探索,属于计算机学科的“重工业”,成果不仅停留在发表论文,更高度重视技术发明和原型系统,通过技术转移和技术应用,服务于国家重大需求,引领产业技术发展。

计算机体系结构国家重点实验室于2011年10月批准成立,2013年5月通过验收,在2017年国家重点实验室评估中,实验室获得了“优秀”,是近20年来信息领域唯一一家首次评估就获得优秀的实验室主要从事计算机体系结构和系统设计方法领域的应用基础研究,侧重于研究超并行计算机系统和多核处理器。目前承担的基础性研究项目包含:973项目[高通量计算系统的构建原理、支撑技术及云服务应用];基金委创新群体项目[超并行高效能计算机体系结构与设计方法研究]及多项基金杰青及重点项目。目前正式在编固定人员111人,其中,研究员42人,包括院士2人、国家杰出青年科学基金获得者4人、国家优秀青年科学基金获得者6人、国家百千万人才工程入选者4人、“万人计划”2人、“千人计划”5人、中科院“百人计划”10人;副研究员及高级工程师28人;其中具有高级职称的70人,占人员总数63.1%,具有博士学位的有95人,占85.6%。在读研究生318人;客座研究人员15人。 计算机体系结构国家重点实验室是国内系统结构二级学科首家国家重点实验室,整体水平已进入体系结构学术研究世界一流之列。五年来,围绕以数据为中心的新型体系结构和系统设计,在国际上率先开展了深度学习处理器、高通量计算的新方向研究,得到国际计算机体系结构界的广泛认同和跟随。获得基金委创新群体,并于2012年、2015年连续两次获得延续资助。

 


实验室定位:
本国重定位于计算机体系结构领域的应用基础研究,目标是立足于国际学科发展前沿,围绕国家信息领域对高端计算装备的重大需求,在高端计算体系结构、微体系结构、测试与容错计算、编译与编程研究方向保持国内领先水平,在非传统体系结构的某些关键领域取得国际引领性成果,在超并行计算机系统、高性能高可靠处理器相关领域服务于国家战略目标,为未来计算机系统的发展提供科学技术依据。

主要研究方向:
计算机体系结构的创新一直是计算机科学与技术及其产业发展的核心推动力。本国重主要研究高性能计算机系统和微处理器设计的新原理、新结构和新方法、以及相关软硬件支撑技术。主要研究方向如下:
高端计算体系结构:研究超艾级高端计算机的体系结构、面向云计算和网络计算的新型计算机体系结构、新型并行结构及数据中心的互连技术、海云计算体系结构以及面向体系结构的算法优化等。
微体系结构:研究面向高通量计算的多核处理器的新型体系结构、XPU处理器体系结构和数据组织方法、可重塑异构处理器芯片及体系结构等。
编译与编程:研究面向大众用户的并行编程语言及环境、全生存周期的应用程序优化及并行程序分析方法/错误检测和调试技术、数据密集型应用的编程模型等。
VLSI与容错计算:研究纳米/三维芯片的设计自动化/验证/测试技术、面向高通量计算的容错计算模型和设计方法、硅基光导/射频等新型片上互连和可靠设计技术等。
非传统体系结构:研究量子计算机体系结构、光计算机体系结构、以神经元/DNA等为基础的计算机体系结构、以忆阻器为核心器件的新型智能芯片体系结构等。

目标:
建设一支高水平、跨学科、结构合理的研究队伍,将学术骨干培养成为所在研究领域中享有国际声誉的科学家,在国际上代表国内最高水平,建立计算机体系结构领域国际一流的科学研究、技术创新和人才培养的基地。

以满足高性能计算、智能计算和人机物三元计算的需求为突破口,研究十万亿次级芯片体系结构、千线程级芯片体系结构、千万亿次智能计算芯片体系结构、十万亿次/瓦高能效物端芯片体系结构,芯片的测试验证和自修复方法,基于新工艺、新器件(3D 封装、光互连)的芯片设计方法。
研究艾级高性能计算机系统结构,千万线程级高通量计算机系统结构,海云计算融合新型计算模式和系统结构。研究面向亿级并行度的编程、算法设计、系统互连和容错的基础技术。