先进计算机系统研究中心

  中科院计算所先进计算机系统研究中心的前身是成立于2011年9月的先进计算机系统实验室,于2013年11月成为计算所科研实体,并改名为先进计算机系统研究中心。

  中心现有的研究方向包括:开源芯片,新型系统架构,软件可定义的硬件系统,集计算和通讯于一体的处理器芯片,异步消息式内存系统,一体化异构存储系统,高性能高扩展的数据中心网络,异构微内核操作系统,数据中心测试标准和测试程序,以及基于新型硬件架构的大数据和云计算等新型数据中心应用的开发、集成和优化等。

  中心现有员工40余名和学生80余名,其中包括研究员4名、副研究员及高级工程师10名。中心已培养86名研究生,其中硕士毕业生61人,博士毕业生25人,以中心老师为主承担了中国科学院大学本科计算机系计算机组成原理和操作系统两门核心课程的理论和实验课程教学。近年中心主要承担着中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、中科院计算所-华为联合实验室战略合作项目等。

  中心下设4个实验室:

  前沿系统实验室:主要研究方向为开源芯片生态,软硬件协同的云计算数据中心系统。开源芯片已经成为一个新的发展趋势,实验室在RISC-V处理器设计,处理器敏捷设计方法等方面开展一系列前沿研究,已在国内外形成一定的影响力。另一方面实验室与华为、阿里、腾讯等公司长期合作开展云计算数据中心领域的软硬件优化技术研究。在科技部重点研发计划、自然基金委国际重点合作、中科院战略先导项目、深圳鹏城实验室、北京智源研究院、华为阿里腾讯等企业的资助下,包云岗研究员领导的前沿系统研究团队(包括1位研究员、3位副研究员、1位高级工程师、1位助理研究员)针对上述问题开展软硬件协同的数据中心系统架构研究。前沿系统实验室提出标签化冯诺依曼体系结构LvNA,设计PARD软件定义服务器新架构(发表于国际系统领域顶级会议ASPLOS’15),作为华为全球合作五个代表性成果之一入选华为2015年报;设计与实现新一代数据中心资源管理技术、数据中心软件栈自动调优技术,在华为等企业部署应用;关于洛瓦兹局部引理的理论研究成果发表于顶级会议FOCS,是计算所自1996年来在理论计算机顶级会议上的再次突破。团队成员在ASPLOS、FOCS、HPCA、ISCA、SIGCOMM、SIGMETRICS等国际顶级计算机系统会议期刊发表了40余篇论文,曾两次获计算所优秀论文一等奖。团队成员长期在ASPLOS、ISCA、MICRO、SC等国际顶级会议程序委员会任职。包云岗研究员、王卅副研究员为计算所“百星计划”成员,均入选中科院青促会。包云岗研究员曾获2013年“CCF-Intel青年学者提升计划”奖,2015年度计算所“卓越之星”,入选2016年中国计算机大会特邀大会报告、ARM2018全球研究峰会三个特邀大会报告之一,获“CCF-IEEE CS”青年科学家奖、共青团中央“全国向上向善好青年”荣誉称号,担任中国计算机学会理事、普及工作委员会主任,中国科学院青年创新促进理事。导师有包云岗研究员、刘兴武副研究员、唐丹高级工程师、王卅副研究员、赵地副研究员。

  软件系统实验室(网站: http://www.benchcouncil.org/zjf.html) 主要研究方向为面向大数据/人工智能的软硬件协同设计。实验室以输出对国际学术界和产业界有影响的开源系统和工具为导向,开展基础研究,并发表高影响力论文。代表性工作有集群/云操作系统、数据中心节点操作系统、大数据测试基准,BenchCouncil 人工智能测试基准。导师有詹剑锋研究员和王磊高级工程师。已经培养学生和工程师近90多名,毕业生代表有美国知名大学的教授和核心互联网企业的架构师。目前实验室开展的核心项目有:(1)统一大数据、人工智能、互联网服务的计算抽象,设计兼具通用性和高效率的新型系统和架构。(2)、在BenchCouncil的主导下,联合国内外单位制定人工智能、区块链、服务器能耗效率、网络和新赛道处理器的测试基准。(3)人工智能算法及其多学科应用。

  系统结构实验室:主要研究方向为计算机系统的数据通路设计和优化,包括高速缓存、内存、网络、I/O等硬件及系统软件。实验室前身为2003年成立的国家智能计算机研究开发中心先进系统研究组,2006年转入计算机体系结构国家重点实验室,2011年转入先进计算机系统研究中心。目标该团队包括内存组、网络组、硬件组、安全组,分别研究内存系统的访问、组织和优化,数据中心网络结构及软硬件协议栈,计算机系统硬件加速器、安全计算机体系结构等。是以体系结构为核心,包含系统软件、硬件和算法优化研究的综合性实验室,在系统方向的多个领域都具有丰富的工程和科研经验。实验室目前承担国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目,发表了TPDS、SC等多篇国际一流论文。导师有陈明宇研究员、张科高级工程师、刘宇航副研究员、张文力高级工程师、常轶松高级工程师。

  数据系统实验室:主要研究方向为面向云计算与大数据的数据中心存储系统。云计算和大数据时代,海量、异构数据的管理与存储面临诸多挑战:大规模高并发分布式应用的存储需求,新型非易失性存储器件对体系结构与系统软件的变革、海量历史数据与实时流式数据的高效分析等。数据系统实验室以下一代数据中心的数据存储系统为研究目标,基于全栈式方法开展科学研究、系统设计和原型实现。代表性工作包括数据中心统一存储系统Minerva、自伸缩云平台ASCloud、高性能键值数据库HiKV、向量化大数据分析平台VEE、面向全时域数据分析的行列混合存储系统ZStream等。数据系统实验室具有浓厚的学术氛围和优秀的研究成果,先后在ATC、SC、MSST、PACT、ICS、IPDPS、TPDS、TACO等一流国际会议和期刊上发表论文。已培养毕业生20名,去向包括Google总部和Twitter总部工作、去UIUC、UCSC、Rochester等大学读博、以及自主创业。实验室研究工作先后得到科技部国家重点研发计划项目、973项目、863计划重大专项,中科院战略先导项目、国家自然科学基金的资助,并与华为、阿里巴巴、百度、蚂蚁金服、商汤科技等公司开展合作研究。导师有熊劲研究员、蒋德钧副研究员。

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