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这个被称为“硬件黑客”华裔工程师,用纸做电子组件

时间:2018-08-31 作者:EEWeb 阅读:
无论你想尝试打造什么,必须紧随着只是想把东西做出来、或是搞清楚事情如何运作的热情...

EDN 编辑小记:在本文接受访谈的美籍华裔工程师Andrew "bunnie" Huang拥有美国麻省理工大学(MIT)电子工程博士学位,他被称为「硬件黑客」,专长逆向工程,曾著作《Hacking the Xbox: An Introduction to Reverse Engineering》一书;他也有许多打造新架构硬件的创意想法…他是一个感觉不那么「传统」的EE人…

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你是如何开始对电子工程产生兴趣?

我是自从看着我爸利用他从台湾买来的零件组装出一台仿Apple II的计算机之后,就对电子相关知识充满好奇;可以在家里用零组件自己组一台计算机,这对我来说实在是太迷人了。而发现那台Apple II还附带一套电路图以及软件原始码,更让我冒出一个想法:或许有一天当我学习了足够的电子学知识,我也可以自己设计计算机!

你能谈谈提给美国麻省理工学院(MIT)电子工程与计算机科学系的那篇以「去中心化并行计算机架构」(A Decentralized Parallel Computer Architecture Featuring Fast Thread and Data Migration and a Uniform Hardware Abstraction)为题的博士论文吗?

其基本观点是,摩尔定律(Moore’s Law)使得研究渐进式计算机架构毫无意义,假设该定律最终能成功打造快速、密集、拥有海量存储器的处理单元,哪一种架构会是我们需要、甚至在今日还无法打造出来的?在这种情境下,光速扮演要角,特别是对于摆满一整个房间、横跨多个机架的计算机。当CPU核心速度越快,必须要能处理更多延迟才能实现充分运用。

因此我的论文提出了针对标准RISC架构的渐进式改变,包括:(a)让精细化多线程(fine-grained multithreading)更廉价;(b)让数据与线程对象(thread objects)的迁移更廉价──透过透明化的以缓存器为基础之队列(register-based queuing),以及基于能力(capability-based)的内存管理。

精细化的多线程能增加隐藏延迟的机会,同时内存与线程的迁移能提供降低延迟的机会。当运算线程存取内存,虚拟机管理程序(hypervisor)会观察线程的CPU状态与内存对象之间的相对尺寸还有存取模式,尝试藉由迁移线程或数据来优化运算与内存之间的实体距离,并因此降低光速受限的情况下之存取延迟。

在某些问题中,例如遍历(traversing)散列映射(hash mapping),可能迁移线程状态去存取大量分布式数据对象会更有效率,而不是将快取线(cache lines)提取到某个固定位置的核心。(可点此连结参考Andrew "bunnie" Huang的博士论文)

用这个题目作为博士论文是有风险的,特别是谈计算机架构,因为很难为无法打造出来的东西进行基准检验(benchmark),因此也无法取得可发表于高规格学术期刊的成果。不过我发现这篇论文终究是非常有价值的一次学习过程,因为我研究的这个题目让我对技术领域有更清晰、宏观的理解,对于形塑我的职业生涯发展与未来命运帮助很大。

你是Chibitronics的共同创办人,可以帮我们介绍一下这家公司吗?

Chibitronics诞生于MIT 多媒体实验室(Media Lab)由博士Jie Qi主持的一个研究项目,她研究的题目是纸制电子组件;这种技术的影响力在于与使用者之间的互动,特别是在教育、手工艺以及艺术等通常与电子工程很少有交集的应用领域。

我帮忙她把纸电子工具的规模扩大,因此她能够收集真实世界的使用数据,而不是只局限于小型、经过挑选的小型工作坊研习,Chibitronics于焉诞生。她的研究产生的一个美妙结果是,将纸做为电子组件基板这样的典范,让更多女性朋友愿意投入打造电路;Chibitronics开发工具的购买者,有近七成都是女性。Chibitronics有个「爱上写程序」(Love to Code)的平台,就是我们从将她的论文所学到的,运用于一套教授编程技术的电子开发工具。

你能根据你的那篇部落格文章《从Gongkai到开放源码》聊聊西方的智财(IP)与中国的IP在模式上有什么不同?

基本上的不同在于,中国的IP体系差不多是在因特网诞生的同一时间萌芽,但西方的IP模式则可以追溯到几个世纪以前的欧洲君主制度。

因特网就是病毒式传播与分享,举网络上爆红的猫咪模因(meme)为例,我们会重组并分享一些有可爱猫咪并搭配好笑图说的照片,并不会考虑到那些照片是有版权的;但在技术上,某人拥有猫咪照片的版权,因此你若把照片转寄给你的朋友,就是偷了那张照片、掠夺了那位摄影师可获得的版税。如果你对此质疑,可想想图库业者Getty Images曾经控诉Google助长盗版行为,在因特网上到处分享猫咪照片的风行,已经削弱了西方在版权上的力量,而我们所有人都是共犯。

中国藉由大量生产因特网而进入全球经济,包括数不清的路由器、笔记本电脑、PC与手机;随着他们的经济成长,IP生态系统也跟着成长。拜语言、政府监管以及文化的屏障,中国用自己的方式去理解IP在因特网的时代意味着什么,而他们大体上与西方得出相同的结论:这都是病毒式传播。

当人人都有工厂,人人都可以轻松生产,因此限制因素是取得订单,而不是产生新想法;因此透过自由分享特定某些类别的IP,他们降低了创业与创新的门坎;不信的话可以去看看深圳的手机市场,你就会看到「手机模因」,手机的元素已经被打散并与各种借来的技术与商业外观重新混合。开源手机Gongkai Phone (From Gongkai to Open Source)可以想成是一种广告驱动的硬件业务模式,分享设计蓝图或许会负担被抄袭的风险,但人们会宁可被抄袭、广为人知并接到大笔订单,而不是被锁起来、默默无名而且只有少数客户。

谈到企业与企业家之间关系的文化差距,你认为东西方应该如何相互学习?

我认为西方世界已经忘记了,新创公司通常是不那么光辉亮丽的,没有那些时尚的办公家具以及免费员工午餐;创投公司销售那样的形象是因为希望你用他们的资金──这是需要创业者付出很大代价的。记得「车库创业」(garage startup)这个名词吗?它曾经是写实的形容,而在中国仍然是。

而我认为东方的大型企业可以从西方的「扁平化组织」(flat organization)学到一些东西;在大型的中国企业中,年龄与头衔通常会有很强的关联性,但年龄与技术专业的关联性却很少,如果不是刻意抗拒关联的话。

你认为接下来几年电子产业将朝怎样的趋势发展?

我认为企业整并、少数大公司掌握市场的情况将继续,而电子产品真正的功能升级会很少见,所以越来越多市场上的电子装置会更像是时尚配件而非必需品。形式会胜过功能,也会让电子业者的关键技能需求改变,更简化、紧密联系的供应链将会实现大量的客制化。

而在更远的未来,晶圆厂将迈入「终极」制程节点,最尖端CPU与廉价物联网MCU之间的成本与性能差距将缩小;据推测,随着光罩设备与晶圆厂的贬值,生产专门应用芯片的门坎将降低。我希望尽管人工成本仍然高昂,但晶圆厂之间的竞争会使NRE成本下降,激励客制化芯片的复兴,这将会逐渐渗透到终端消费性产品与服务器的创新,然后反转产业整并趋势。

你其实已经开始看到这样的趋势发生,像是SiFive这样的公司透过开放源码应对IP授权的高昂成本,并采用MPW晶圆共乘服务,大幅降低打造客制化MCU的成本。

你有电子工程领域之外的其他爱好吗?

我喜欢划独木舟(outrigger canoeing)与电子舞曲;因此我每年都会尝试去参加一个大型的独木舟赛事。我还会去硅谷的Burning Man大会。

你如何处理开发项目中不断变化的优先事项?

我会尝试把开发案的迭代(iteration)过程缩短,因此可以定期进行小规模的修正,而不是得大费周章重头开始;我也会重复使用大量IP,就算我不得不放弃项目的某些部分,那些努力还是有可能在未来派上用场。最后我会像是我设计电路那样管理项目,有很多容忍错误的边限。

你认为要成为一位成功的工程师需要具备哪些个人特质?

我认为最重要的特质是无论你想尝试打造什么,必须紧随着只是想把东西做出来、或是搞清楚事情如何运作的热情。工程是一个成功只是偶然、但失败遍地的领域,因此你必须享受徒步健行的乐趣。好奇心与尝试新事物、打破规则的意愿也会有很大的帮助。

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹社区EEWeb,参考链接:Interview with Engr. Andrew "bunnie" Huang;Judith Cheng编译)

 

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