超越摩尔定律：面向生成式 AI 的硬件-软件协同设计

数十年来，摩尔定律一直是计算机体系结构和系统设计中的坚实支柱，推动着硬件与软件之间清晰的抽象之间的分离。这种传统的摩尔定律计算范式加深了两者之间的鸿沟，使软件开发人员能够实现近乎指数级的性能提升，往往无需深入硬件特定的优化。然而，今天的摩尔定律——其曾经不懈的性能提升如今仅限于渐进的改进——正面临着不可避免的物理障碍。这种停滞状态迫切需要重新评估传统的系统设计哲学。维护硬件与软件之间严格抽象的传统解耦系统设计哲学日益过时。软件与硬件之间的明确边界正迅速消失，被协同设计取代。计算社区必须加强对硬件-软件协同设计的承诺，将系统抽象提升为一等公民，并重新构想设计原则，以满足现代计算的无尽需求。硬件-软件协同设计并非新兴创新。为阐明其历史演变，我将其发展划分为五个相对独立的“时代”。本文还突出了架构社区在跨学科团队中的日益重要作用——特别是与 ML 研究人员的合作——并探讨了当前协同设计范式在当今计算环境中挣扎的原因。此外，我将考察“硬件抽奖”概念，探讨缓解其对下一代计算创新的约束性影响的方向。