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超大规模芯片设计革命,离不开这位传奇的跨性别女性

www.cechina.cn2023.03.15阅读 2411

  芯东西3月14日消息,据AllaboutCircuits报道,美国计算机科学家、电子工程师琳·康维(LynnConway)在70年代末的超大规模集成电路(VLSI)革命中起到了巨大作用,这场革命永远改变了计算机体系结构设计。
 
  康维1938年出生于纽约州,她的显著成就之一是她在70年代末的超大规模集成电路(VLSI)革命中所起的作用,这场革命永远改变了计算机体系结构设计。在实现这一开创性成就的十年前,康维曾是IBM的一名杰出工程师,那时她用的还是出生时的名字罗伯特·桑德斯(RobertSaunders),不久后IBM因为发现她是一位跨性别者而解雇了她。但康维没有因此受挫,而是重新开启计算机科学事业,彻底改变了工程世界,并等来了IBM迟到52年的公开道歉。
 
  康维参与编写的超大规模集成电路设计教科书《VLSI系统导论(IntroductiontoVLSISystems)》是当时最有影响力的书籍之一,她提出了结构化设计方法并用CAD帮助设计,打通了VLSI设计学的任督二脉,让IC设计开始变得轻松。但康维的故事远比教科书更有影响力,她既是是技术先锋,又是长期的跨性别者,她有着坚韧不拔的毅力和难以复制的辉煌,值得人们学习。
  
  一、第一次变性手术失败,从麻省理工学院辍学
 
  康维的童年是在第二次世界大战末期度过的。她的父亲是一名化学工程师,在她很小的时候就为她传授了科学、数学和电子学的相关知识,而她的母亲是一名教师。康维从小就把交流电之父查尔斯·斯坦梅茨和调频收音机之父埃德温·阿姆斯特朗当作自己的榜样,斯坦梅茨有先天性的脊柱后凸,这是一种会导致脊柱过度弯曲的疾病。不过先天性的疾病并不能掩盖天才的光芒,康维思考后得出这样的感慨:“传达了一种内在的信息……(某人)在某种程度上被认为是与众不同的,如果他们做出了有价值的贡献,可能会被喜欢,甚至受到尊敬。”
 
  与此同时,她在学校表现优异,于1955年被麻省理工学院(MIT)录取。在麻省理工学院期间,她开始转性,但最终由于缺乏医疗支持而停止。由于不确定自己作为一名科学家的未来,并且仍然在为自己的身份而挣扎,1959年她从麻省理工学院辍学,成为了一名电子技术员。
 
  二、重返哥伦比亚大学,一年读完硕士学位
 
  几年后,康维决定重返大学。她回忆起自己在麻省理工学院学习物理学期间所上的电路理论和电子学课程,并于1962年决定申请哥伦比亚大学的电子工程专业。她在一年内完成了学士学位,并在第二年获得了硕士学位。
 
  1965年,康维参加了IBM的先进计算系统项目,项目目标是设计世界上最强大的科学计算机。该项目是第一次迭代集中在指令集和分支硬件等创新上,对外界相对保密。康维观察到,该架构在等待指令结果时遇到了导致处理瓶颈的问题,最终,她想出了一个动态指令调度方案(DIS),可以乱序发出多条指令。然而,IBM最终搁置了这个项目和康维的发明。
 
  三、成功变成女孩,却遭IBM歧视性解雇
 
  1968年,康维终于在更多的医疗支持下完成了她的性别转换。她向IBM的人力资源团队说明了她的转变,但不久就被首席执行官解雇了。康维只能重新开始,由于这段经历,她对她的过去严加保密,现在完全以琳·康维的身份生活。
 
  她从1969年到1972年在老牌存储企业Memorex做了一份编程合同工作,在此期间,康维开始重建她作为一个工程师的信誉,并于1973年在施乐帕洛阿尔托研究中心(PARC)重新找回自我。
 
  四、发表划时代意义的超大规模集成电路著作
 
  1976年,她接受了一项挑战,即研究如何改进硅芯片的设计。当时芯片上可制造的晶体管数量迅速增加,超过了制造技术的发展速度。她的主要合作者是另一位美国科学家和工程师卡弗·米德(CarverMead),他们共同提出了一套简化的布局设计规则,该规则利用单元拓扑的间距和宽度的比率概念,而不是特定流程的固定长度。这样,设计规则可以更容易地应用于不同的设计,只需要两页的设计规则来检查,而不是当时通常需要的40页。

 
  为了简化规则的采用,米德和康维一起出版了一本教科书,名为《超大规模集成电路系统导论》,为了介绍这本书,康维还开了一个课程。她第一次讲课是在麻省理工学院,课程分为两部分,第一部分侧重于理论,第二部分将理论应用于实际设计。康维认为,这是一个用来证明他们的新系统工作的好方法。在大多数学生成功地设计并制造成功了一个芯片后,康维和米德将课程材料继续提供给其他教育工作者采用。
 
  更重要的是,米德率先提出了代工厂的概念,允许设计师通过ARPANET向制造商提交他们的设计。施乐帕洛阿尔托研究中心承担了开发这一系统的责任,以便使用米德-康维课程材料的大学同样可以让学生制造他们的设计。在接下来的几年里,许多重要机构都开设了这门课程,VLSI革命开始了。
 
  结语:传奇女性的多面人生
 
  康维职业生涯的大部分时间都在默默地接受挑战并不断取得胜利。随着Mead-ConwayVLSI课程给她带来的关注以及她在IBM发明的DIS重新引起了人们的兴趣,康维觉得有必要以自己的方式揭示她过去的身份。1998年,她开始参与IBM的ACS项目。2020年,IBM因为1968年歧视性地解雇了她向康维道歉。从那时起,康维继续她成功的职业生涯,成为科学家、工程师、教授和院长。
 
  在她的职业生涯中,康维一直致力于她作为一个发明家,科学家,工程师的身份,她因技术上的成功而获得了许多荣誉。