EDN Taiwan編輯小記:在本文接受訪談的美籍華裔工程師Andrew "bunnie" Huang擁有美國麻省理工大學(MIT)電子工程博士學位,他被稱為「硬體駭客」,專長逆向工程,曾著作《Hacking the Xbox: An Introduction to Reverse Engineering》一書;他也有許多打造新架構硬體的創意想法…他是一個感覺不那麼「傳統」的EE人…

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你是如何開始對電子工程產生興趣?

我是自從看著我爸利用他從台灣買來的零件組裝出一台仿Apple II的電腦之後,就對電子相關知識充滿好奇;可以在家裡用零組件自己組一台電腦,這對我來說實在是太迷人了。而發現那台Apple II還附帶一套電路圖以及軟體原始碼,更讓我冒出一個想法:或許有一天當我學習了足夠的電子學知識,我也可以自己設計電腦!

你能談談提給美國麻省理工學院(MIT)電子工程與電腦科學系的那篇以「去中心化平行電腦架構」(A Decentralized Parallel Computer Architecture Featuring Fast Thread and Data Migration and a Uniform Hardware Abstraction)為題的博士論文嗎?

其基本觀點是,摩爾定律(Moore’s Law)使得研究漸進式電腦架構毫無意義,假設該定律最終能成功打造快速、密集、擁有大量記憶體的處理單元,哪一種架構會是我們需要、甚至在今日還無法打造出來的?在這種情境下,光速扮演要角,特別是對於擺滿一整個房間、橫跨多個機架的電腦。當CPU核心速度越快,必須要能處理更多延遲才能實現充分運用。

因此我的論文提出了針對標準RISC架構的漸進式改變,包括:(a)讓精細化多執行緒(fine-grained multithreading)更廉價;(b)讓資料與執行緒物件(thread objects)的遷移更廉價──透過透明化的以暫存器為基礎之隊列(register-based queuing),以及基於能力(capability-based)的記憶體管理。

精細化的多執行緒能增加隱藏延遲的機會,同時記憶體與執行緒的遷移能提供降低延遲的機會。當運算執行緒存取記憶體,虛擬機管理程序(hypervisor)會觀察執行緒的CPU狀態與記憶體物件之間的相對尺寸還有存取模式,嘗試藉由遷移執行緒或資料來最佳化運算與記憶體之間的實體距離,並因此降低光速受限的情況下之存取延遲。

在某些問題中,例如遍歷(traversing)散列映射(hash mapping),可能遷移執行緒狀態去存取大量分散式資料物件會更有效率,而不是將快取線(cache lines)提取到某個固定位置的核心。(可點此連結參考Andrew "bunnie" Huang的博士論文)

用這個題目作為博士論文是有風險的,特別是談電腦架構,因為很難為無法打造出來的東西進行基準測試(benchmark),因此也無法取得可發表於高規格學術期刊的成果。不過我發現這篇論文終究是非常有價值的一次學習過程,因為我研究的這個題目讓我對技術領域有更清晰、宏觀的理解,對於形塑我的職業生涯發展與未來命運幫助很大。

你是Chibitronics的共同創辦人,可以幫我們介紹一下這家公司嗎?

Chibitronics誕生於MIT 多媒體實驗室(Media Lab)由博士Jie Qi主持的一個研究專案,她研究的題目是紙製電子元件;這種技術的影響力在於與使用者之間的互動,特別是在教育、手工藝以及藝術等通常與電子工程很少有交集的應用領域。

我幫忙她把紙電子工具的規模擴大,因此她能夠收集真實世界的使用資料,而不是只侷限於小型、經過挑選的小型工作坊研習,Chibitronics於焉誕生。她的研究產生的一個美妙結果是,將紙做為電子元件基板這樣的典範,讓更多女性朋友願意投入打造電路;Chibitronics開發工具的購買者,有近七成都是女性。Chibitronics有個「愛上寫程式」(Love to Code)的平台,就是我們從將她的論文所學到的,運用於一套教授編程技術的電子開發工具。

你能根據你的那篇部落格文章《從Gongkai到開放源碼》聊聊西方的智財(IP)與中國的IP在模式上有什麼不同?

基本上的不同在於,中國的IP體系差不多是在網際網路誕生的同一時間萌芽,但西方的IP模式則可以追溯到幾個世紀以前的歐洲君主制度。

網際網路就是病毒式傳播與分享,舉網路上爆紅的貓咪模因(meme)為例,我們會重組並分享一些有可愛貓咪並搭配好笑圖說的照片,並不會考慮到那些照片是有版權的;但在技術上,某人擁有貓咪照片的版權,因此你若把照片轉寄給你的朋友,就是偷了那張照片、掠奪了那位攝影師可獲得的版稅。如果你對此質疑,可想想圖庫業者Getty Images曾經控訴Google助長盜版行為,在網際網路上到處分享貓咪照片的風行,已經削弱了西方在版權上的力量,而我們所有人都是共犯。

中國藉由大量生產網際網路而進入全球經濟,包括數不清的路由器、筆記型電腦、PC與手機;隨著他們的經濟成長,IP生態系統也跟著成長。拜語言、政府監管以及文化的屏障,中國用自己的方式去理解IP在網際網路的時代意味著什麼,而他們大體上與西方得出相同的結論:這都是病毒式傳播。

當人人都有工廠,人人都可以輕鬆生產,因此限制因素是取得訂單,而不是產生新想法;因此透過自由分享特定某些類別的IP,他們降低了創業與創新的門檻;不信的話可以去看看深圳的手機市場,你就會看到「手機模因」,手機的元素已經被打散並與各種借來的技術與商業外觀重新混合。開源手機Gongkai Phone (From Gongkai to Open Source)可以想成是一種廣告驅動的硬體業務模式,分享設計藍圖或許會負擔被抄襲的風險,但人們會寧可被抄襲、廣為人知並接到大筆訂單,而不是被鎖起來、默默無名而且只有少數客戶。

談到企業與企業家之間關係的文化差距,你認為東西方應該如何相互學習?

我認為西方世界已經忘記了,新創公司通常是不那麼光輝亮麗的,沒有那些時尚的辦公家具以及免費員工午餐;創投公司銷售那樣的形象是因為希望你用他們的資金──這是需要創業者付出很大代價的。記得「車庫創業」(garage startup)這個名詞嗎?它曾經是寫實的形容,而在中國仍然是。

而我認為東方的大型企業可以從西方的「扁平化組織」(flat organization)學到一些東西;在大型的中國企業中,年齡與頭銜通常會有很強的關聯性,但年齡與技術專業的關聯性卻很少,如果不是刻意抗拒關聯的話。

你認為接下來幾年電子產業將朝怎樣的趨勢發展?

我認為企業整併、少數大公司掌握市場的情況將繼續,而電子產品真正的功能升級會很少見,所以越來越多市場上的電子裝置會更像是時尚配件而非必需品。形式會勝過功能,也會讓電子業者的關鍵技能需求改變,更簡化、緊密聯繫的供應鏈將會實現大量的客製化。

而在更遠的未來,晶圓廠將邁入「終極」製程節點,最尖端CPU與廉價物聯網MCU之間的成本與性能差距將縮小;據推測,隨著光罩設備與晶圓廠的貶值,生產專門應用晶片的門檻將降低。我希望儘管人工成本仍然高昂,但晶圓廠之間的競爭會使NRE成本下降,激勵客製化晶片的復興,這將會逐漸滲透到終端消費性產品與伺服器的創新,然後反轉產業整併趨勢。

你其實已經開始看到這樣的趨勢發生,像是SiFive這樣的公司透過開放源碼應對IP授權的高昂成本,並採用MPW晶圓共乘服務,大幅降低打造客製化MCU的成本。

你有電子工程領域之外的其他愛好嗎?

我喜歡划獨木舟(outrigger canoeing)與電子舞曲;因此我每年都會嘗試去參加一個大型的獨木舟賽事。我還會去矽谷的Burning Man大會。

你如何處理開發專案中不斷變化的優先事項?

我會嘗試把開發案的迭代(iteration)過程縮短,因此可以定期進行小規模的修正,而不是得大費周章重頭開始;我也會重複使用大量IP,就算我不得不放棄專案的某些部分,那些努力還是有可能在未來派上用場。最後我會像是我設計電路那樣管理專案,有很多容忍錯誤的邊限。

你認為要成為一位成功的工程師需要具備哪些個人特質?

我認為最重要的特質是無論你想嘗試打造什麼,必須緊隨著只是想把東西做出來、或是搞清楚事情如何運作的熱情。工程是一個成功只是偶然、但失敗遍地的領域,因此你必須享受徒步健行的樂趣。好奇心與嘗試新事物、打破規則的意願也會有很大的幫助。

編譯:Judith Cheng

(參考原文:Interview with Engr. Andrew "bunnie" Huang;本文原刊於EDN姊妹刊、ASPENCORE旗下EE Web網站)