编译器优化奠基人:John Cocke

编译器优化奠基人:John Cocke

“IBM小子”，是RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令系统计算机）架构设计师——John Cocke，在1972年得到的IBM公司颁赠给内部员工的最高荣誉称号。同年，John Cocke还获得了美国国家技术勋章和图灵奖。1991年，当时的老布什总统亲自授予他国家科学奖（国家技术勋章和国家科学奖是美国最具荣耀的两项政府大奖）。在作为科学家的一生中，他在高性能系统设计中取得的革命性进步，Cocke为信息技术的发展做出了独一无二的创造性贡献。在系统架构和编译器优化研究领域取得了大量进步，他当之无愧地成为编译器优化的奠基人和革新带头人。不幸的是，在与病魔长期搏斗后，John Cocke于2002年7月16日与世长辞。
John Cocke，1925年出生于北卡罗莱那州（North Carolina）的夏洛特（Charlotte）。在杜克大学（Duke University），Cocke先后取得了机械工程学士学位和硕士证书，1956年他获得数学博士学位。第二年，Cocke加盟IBM公司直到退休。他在退休后还依然为IBM公司发挥余热，直到病故。
Cocke在IBM公司从事的第一个项目是研究Stretch计算机（世界上第一个“超级计算机”型号），他很快成为大型机专家。1974年，Cocke和他领导的研究小组开始尝试研发每秒能够处理300线呼叫的电话交换网络。为了实现这个目标，他不得不寻找一种办法来提高交换系统已有架构的交换率。1975年，John Cocke研究了IBM370 CISC（Complex Instruction Set Computing，复杂指令集计算）系统，发现占总指令数20%的简单指令发出了80%程序调用，而占总指令数80%的复杂指令却只有20%的机会被用到。由此，他提出了RISC的概念，其中心思想就是简化硬件设计，硬件只执行一部分很有限的最常用的指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。RISC的最大特点是指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少，大多数是简单指令且都能在一个时钟周期内完成，易于设计超标量与流水线，寄存器数量多，大量操作在寄存器之间进行。
1980年，Cocke在IBM位于约克城（Yorktown）的华生研究中心（Watson Research Center）里开始研制IBM801（PowerPC的前身），第一台RISC机器也就作为801微电脑项目的一部分最终开发成功。
自RISC技术推出以来，由于其优化指令系统带来运算速度提高的优势，使得RISC技术在1980年代后期，逐渐在高端服务器和工作站领域中取代了CISC成为主流微处理器设计架构之一。各个具备一定技术实力的厂家开始在这个架构上研发出自己的处理器，经过近二十年的发展，各大型计算机和超级服务器都采用RISC架构的处理器。现在，RISC处理器已经成为高性能计算机的代名词。
“从1957到1992年，John Cocke在工作中把自己近40年的精力毫无保留地奉献给了IBM，他取得了了不起（amazing）的成绩”，Cocke的同事兼密友Peter Capek这样评价他：“他的经历非同一般。他因为计算机架构而闻名，但他对很多领域同样充满浓厚兴趣。包括逻辑模拟（logic simulation）、编码理论（coding theory）和编译器优化（compiler optimization），他都可以把这些技术当成艺术来研究。”