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1個人簡介
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2科研方向
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3承擔課程
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4科研項目
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5學術(shù)兼職及服務(wù)
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6Contact Me
劉鐸現(xiàn)任重慶大學“百人計劃”教授,博士生導師,香港理工大學博士。入選重慶英才計劃青年拔尖人才(第一批)、重慶市高層次引進人才、重慶市第八批高校中青年骨干教師、重慶市學術(shù)技術(shù)帶頭人后備人選、重慶市第五屆青聯(lián)委員。擔任科技部“十三五”E級計算機重點研發(fā)計劃會評專家、中國計算機學會高級會員、中國計算機學會青年計算機科技論壇(CCF YOCSEF重慶)主席(2016-2018年度)、青工委委員、信息存儲技術(shù)專委會常務(wù)委員、嵌入式系統(tǒng)專委會委員;重慶市“智能江北”專家?guī)斐蓡T、重慶市云計算與大數(shù)據(jù)協(xié)會專家顧問委員會委員。曾獲重慶市科技進步三等獎一項(排名第一),重慶大學先進工作者。承擔過國家863計劃、國家自然科學基金、華為未來終端OS存儲體系結(jié)構(gòu)研究項目等近20項。先后在領(lǐng)域內(nèi)國際頂級期刊和會議上發(fā)表學術(shù)論文104篇,在DAC、ASP-DAC、FCST、NVMSA等國際會議獲得最佳論文或最佳論文提名,谷歌學術(shù)引用1486次,H-index指數(shù)23。申請發(fā)明專利27項,已授權(quán)10項。目前為多個國際學術(shù)會議和期刊服務(wù),其中包括擔任《Journal of Systems Architecture》期刊編委(Associate Editor),Elsevier《Sustainable Computing》期刊特刊編委,以及DAC、ICPP、IPDPS等CCF A/B類國際會議評議委員會委員(TPC Member)及IEEE/ACM Trans.期刊審稿人。一直圍繞國家戰(zhàn)略及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求,開展大數(shù)據(jù)處理、智能邊緣計算、智能存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)前沿技術(shù)研究,長期與華為等企事業(yè)單位合作,面向未來智能終端系統(tǒng)開展前沿技術(shù)探索研究。研究生畢業(yè)去向包括高校、華為、騰訊、國企、公務(wù)員等單位。研究方向包括:計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、大數(shù)據(jù)處理與智能存儲系統(tǒng)、新型計算架構(gòu)與智能分布式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與邊緣計算等。
(1)新型存儲體系結(jié)構(gòu)研究
存儲技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時代中云(云計算大數(shù)據(jù)平臺)、管(物聯(lián)網(wǎng))、端(嵌入式智能終端)的重要基礎(chǔ),然而目前的存儲系統(tǒng)在高效性、可靠性、可擴展性、低能耗等方面表現(xiàn)出嚴重不足,面臨著嚴重的“存儲墻”問題:即存儲系統(tǒng)和處理器之間存在性能和能耗的巨大差異,成為系統(tǒng)的性能瓶頸。大數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)、移動計算等日益增長的復雜應(yīng)用需求對存儲系統(tǒng)提出了更嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,本課題將研究如何優(yōu)化存儲體系結(jié)構(gòu)來解決這一問題,主要從以下方面開展研究:1) 面向智能終端、智能手機等嵌入式系統(tǒng),利用新型非易失性存儲器(NVM),如閃存(NAND Flash)、相變存儲器(PCM)、磁性存儲器(MRAM或STT-RAM)、憶阻器(RRAM)等技術(shù)所具備的高密度、低功耗、快速的讀寫性能等特點,研究并解決嵌入式系統(tǒng)面臨的用戶體驗、可靠性、耐久性與功耗等關(guān)鍵問題;2)結(jié)合新型非易失性存儲器的技術(shù)優(yōu)勢,開展面向內(nèi)存計算、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面的研究,設(shè)計基于新型非易失性存儲器的訪存行為控制與管理策略,從而有效提升內(nèi)存計算及大數(shù)據(jù)存儲效能;3)研究基于非易失性存儲器的存儲系統(tǒng)控制器、文件/操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等各層面的優(yōu)化策略。本課題已獲得國家自然科學基金面上項目(61672116)、國家自然基金青年項目(61309004)、國家“863”項目(2013AA013202)、教育部博士點基金(20130191120030),重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃(cstc2013jcyjA40025、cstc2016jcyjA0332),以及華為智能手機合作研究項目的資助,初步成果已發(fā)表在ISLPED、EMSOFT、ICPP、DATE、ASP-DAC、TPDS、TCAD等國際會議和期刊。
(2)機器學習與系統(tǒng)優(yōu)化
近年來,在高性能計算機系統(tǒng)上采用各類機器學習算法解決諸如大數(shù)據(jù)分析、語音/視頻識別、認知計算等應(yīng)用取得了巨大成功。但是如果在傳統(tǒng)的基于CPU的計算機系統(tǒng)上進行機器學習或深度學習效率較低,并且會收到功耗、價格等因素制約,難以滿足不同應(yīng)用場景的需求。與單純使用 CPU 的做法相比,GPU 具有數(shù)以千計的計算核心、可實現(xiàn) 10-100 倍應(yīng)用吞吐量,因此 GPU 已經(jīng)成為處理大數(shù)據(jù)的處理器。因此,本課題主要開展面向深度學習的系統(tǒng)優(yōu)化研究,主要包括:1)研究面向嵌入式系統(tǒng)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓縮;2)分布式學習理論與系統(tǒng)。針對集群資源受限與數(shù)據(jù)分布不平衡等關(guān)鍵問題,研究自平衡的分布式深度學習框架與理論,探索同步更新與異步更新相結(jié)合的分布式訓練模型,研制抗復雜數(shù)據(jù)分布的高精度自平衡分布式深度學習框架;3)低功耗深度學習加速計算架構(gòu)。針對目前深度學習實現(xiàn)能耗過高的問題,研究擺脫基于GPU的新型深度學習計算架構(gòu),研制基于FPGA實現(xiàn)學習算法以及高效數(shù)據(jù)讀取的專用架構(gòu),為各類高移動、外太空場景提供實現(xiàn)自我學習,自我演化能力的低耗易用的“大腦”支撐。
(3)邊緣存儲及大數(shù)據(jù)處理
近年來,物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展并逐步成為運營商的基礎(chǔ)類業(yè)務(wù),時時刻刻產(chǎn)生海量大數(shù)據(jù),如何快速有效處理及合理利用這些數(shù)據(jù)并產(chǎn)生價值是物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本課題將主要圍繞物聯(lián)網(wǎng)的信息現(xiàn)場感知、匯集及后端大數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用開展研究工作,主要包括以下幾方面:1)物聯(lián)網(wǎng)終端的可持續(xù)綠色計算技術(shù)與環(huán)境自適應(yīng)智能感知學習技術(shù);2)物聯(lián)網(wǎng)終端的泛在接入與異構(gòu)多源信息現(xiàn)場處理;3)軟件定義的物聯(lián)網(wǎng)平臺與開放式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu);4)物聯(lián)網(wǎng)平臺基準測試與性能評估指標體系的建立;5)面向物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特征的海量數(shù)據(jù)存儲與快速處理技術(shù)。
(4)智能終端虛擬化技術(shù)研究
智能終端虛擬化技術(shù)可以為個人隱私、企業(yè)管理及公共安全等領(lǐng)域應(yīng)用構(gòu)建安全可靠的系統(tǒng)環(huán)境,是未來智能終端技術(shù)發(fā)展的新方向。近年來,三星、ARM、VMware、IBM、Red Bend等機構(gòu)針對智能手機、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域相繼提出了智能終端虛擬化解決方案(Mobile Virtualization,以下簡稱終端虛擬化),通過虛擬機監(jiān)控程序(Virtual Machine Monitor, VMM或Hypervisor)控制多個虛擬機相互隔離地運行于同一終端,實現(xiàn)數(shù)據(jù)相互隔離以抵御安全風險或解決新的應(yīng)用需求。但是,在資源受限的智能終端虛擬化環(huán)境中,如何有效地滿足各虛擬機的資源需求,并保證實時性、高能效及用戶體驗是迫切需要解決的關(guān)鍵問題。因此,本課題主要從以下方面開展研究:1)研究智能終端虛擬機行為感知的智能化內(nèi)、外存管理方案,使各虛擬機能有效利用內(nèi)外存資源,并改善系統(tǒng)性能;2)研究智能終端虛擬化平臺的實時任務(wù)調(diào)度技術(shù),提升系統(tǒng)響應(yīng)及用戶體驗;3)研究智能終端虛擬化平臺的可靠性技術(shù),以提供安全可靠的系統(tǒng)環(huán)境。最后將建立面向車載終端或智能移動設(shè)備的原型驗證平臺。本課題已獲得國家自然科學基金面上項目(61672116)、重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃(cstc2016jcyjA0332)等項目的支持,初步成果已發(fā)表在DATE、ASP-DAC、TCAD等國際會議和期刊。
[1] 本科生課程:《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》雙語教學(2013春-至今)
[2] 研究生課程:《科學研究方法與論文寫作》
[1] 國家自然科學基金面上基金項目,項目負責人,智能終端虛擬化環(huán)境中新型存儲系統(tǒng)管理與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究,項目編號61672116,2017.01.01-2020.12.31
[2] 橫向科研項目自然科學類項目,項目負責人,“未來終端OS存儲系統(tǒng)研究”,項目編號H20180528,2018.7.4-2019.7.04
[3] 橫向科研項目自然科學類項目,項目負責人,“集群運維、健康管理軟件”,2018.8.01-2019.11.01
[4] 重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目,項目負責人,移動智能終端虛擬化環(huán)境下的存儲管理與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究,項目編號cstc2016jcyjA0332,2016.07.01-2019.06.30
[5] 華為技術(shù)有限公司合作項目,項目負責人,智能手機內(nèi)存與存儲系統(tǒng)軟件可靠性研究,項目編號YB2014120095,2015.03.12-2016.01.01
[6] 教育部高等學校博士學科點專項科研基金,項目負責人,基于相變存儲器異構(gòu)主存的嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究,項目編號20130191120030,2014.01.01-2016.12.31
[7] 國家自然科學基金青年基金,項目負責人,嵌入式系統(tǒng)中基于PCM/DRAM混合型內(nèi)存的能耗和耐久性優(yōu)化技術(shù)研究,項目編號61309004,2014.01.01-2016.12.31
[8] 重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目,項目負責人,面向嵌入式系統(tǒng)的PCM/DRAM混合型內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)研究,項目編號cstc2013jcyjA40025,2013.08.30-2016.06.30
[9] 國家自然科學基金面上基金項目,項目主研人,基于非易失性內(nèi)存的新型體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù),項目編號61472052,2015.01.01-2018.12.31
[10] 科技部國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃),項目主研人,面向大數(shù)據(jù)應(yīng)用的新型內(nèi)存計算系統(tǒng)軟件及關(guān)鍵技術(shù),項目編號:2015AA015304,2015.01.01-2017.12.01
[11] 重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目,項目主研人,基于大數(shù)據(jù)備份的數(shù)據(jù)去重技術(shù)研究,項目編號cstc2016jcyjA0274,2016.07.01-2019.06.30
[12] 重慶市應(yīng)用開發(fā)計劃重點項目,面向新疆地區(qū)安全需求的電梯安全綜合管理系統(tǒng),項目主研人,項目編號cstc2014yykfB0219,2014.09.10-2017.10.01
[13] 科技部國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃),項目主研人(子課題負責人),基于新型非易失性存儲器的“統(tǒng)一內(nèi)外存”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù),項目編號2013AA013202,2013.03.19-2015.01.16
[14] 重慶市科技攻關(guān)計劃重大項目,項目主研人(子課題負責人),基于非易失性存儲器的“統(tǒng)一內(nèi)外存”的新型系統(tǒng)縫構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù),項目編號csct2012ggC40005,2013.01.10-2015.06.30
[15] 華為技術(shù)有限公司合作項目,項目主研人,多核軟件并行化低功耗分析和評估技術(shù)研究,2014.01.13-2014.12.31
[16] 教育部高等學校博士學科點專項科研基金,項目主研人,基于溯源感知的重復數(shù)據(jù)刪除存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究,項目編號20130191120031,2014.01.01-2016.12.31
[17] 華為香農(nóng)實驗室SOW項目,2013年9月至2014年9月,項目主要參與人。
[18] 香港創(chuàng)新及科技基金(ITF),2011年6月至2013年5月,項目副負責人。
[19] 香港研究資助局優(yōu)配研究金GRF,2009年至2011年,項目參與人。
[20] 香港研究資助局角逐研究用途基金CERG,2008年至2011年,項目參與人。
[1] 科技部重點研發(fā)計劃“高性能計算”重點專項評審專家(2016)
[2] 中國計算機學會青年計算機科技論壇(CCF YOCSEF)重慶主席(2016-2018)
[3] SCI國際期刊《Journal of System Architecture》編委(Associate Editor)(2018-至今)
[4 ]中國計算機學會信息存儲技術(shù)專委會常務(wù)委員(2019-至今)
[5] 中國計算機學會高級會員(2016-至今)
[6] 慶市第五屆青聯(lián)委員(2018-至今)
[7] 重慶計算機學會高性能計算專委會秘書長(2019-至今)
[8] 中國計算機學會嵌入式系統(tǒng)專委會委員(2018-至今)
[9] 中國計算機學會普適計算專委會委員(2014-至今)
[10] 重慶市“智能江北”專家?guī)斐蓡T(2018-至今)
[11] 重慶市云計算與大數(shù)據(jù)協(xié)會專家顧問委員會委員(2018-至今)
[12] 美國計算機學會(ACM)會員
[13] 國際電氣與電子工程師學會(IEEE)會員
[14] 擔任多個CCF A類、B類國際會議技術(shù)評議委員會委員(DAC、ICPP、IPDPS、ASP-DAC等)
[15] 擔任多個國際學術(shù)期刊審稿人(TC、TPDS、TCAD、TODAS、TECS、JSA等)