为了庆祝女性历史月,All About Circuits一直在突出工程界杰出的女性。上周,我们重点关注了与NVIDIA处理器系列同名的Grace Hopper。

创造工程历史已经够难的了,但美国计算机科学家和电气工程师林恩·康威打破了不止一个玻璃天花板,留下了她的永久印记。

 

Lynn Conway

林恩·康威。图片由新闻之家提供
 

康威1938年出生于纽约州。她在70年代末的超大规模集成电路(VLSI)革命中发挥了重要作用,这场革命永远改变了计算机体系结构设计。

然而,在这一壮举发生的十年前,康威作为一名成功的工程师在IBM工作,她出生时的名字是:罗伯特·桑德斯。作为一名跨性别女性,康威的工程世界之旅是一个令人难以置信的毅力和才华的故事,值得在女性历史月及以后反思。

 

童年与教育

康威的童年发生在第二次世界大战末期。她的父亲是一名化学工程师,在她很小的时候就把她介绍到了科学、数学和电子的世界,而她的母亲是一名教师。康威认为查尔斯·斯坦梅茨和埃德温·阿姆斯特朗是她的英雄(分别是交流电和调频收音机的创始人)。

斯坦梅茨的故事似乎给年轻的康威留下了特别的印象。施泰因梅茨遗传性脊柱后凸,这种情况会导致脊柱过度弯曲。在康威的一次反思中,她提到他的故事“传达了一个隐含的信息……如果一个人做出了宝贵的贡献,他可能会被人喜欢,甚至被人尊敬”。

康威坦率地讲述了她的童年和成长过程中的性别焦虑。与此同时,她在学校表现出色,并继续培养她对科学的兴趣。

1955年,康威被麻省理工学院录取,学习物理。在麻省理工学院期间,她开始过渡,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,仍在为自己的身份而挣扎,她于1959年从麻省理工学院退学,开始担任电子技术员。

 

哥伦比亚大学和IBM

过了一会儿,康威决定重返大学。她回忆起自己在麻省理工学院学习物理期间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项目。她在一年内完成了学士学位,次年又获得了硕士学位。

1965年,IBM聘请康威参与高级计算系统项目,目标是设计世界上最强大的科学计算机。该项目相对保密,第一次迭代专注于指令集和分支硬件等创新。

Conway观察到,该体系结构在等待指令结果时遇到了导致处理瓶颈的问题。最终,她提出了一种动态指令调度方案(DIS),可以无序地发布多条指令。

然而,ACS永远不会建成,IBM最终搁置了该项目以及康威的DIS发明。

 

秘密重新开始

1968年,康威终于能够在获得更多医疗支持的情况下完成性别转变。她为IBM的人力资源团队提供了有关她的过渡的建议,不久后被首席执行官解雇。

 

Conway at Xerox PARC

施乐PARC的康威(1977年)。图片由IEEE固态电路提供
 

康威不得不重新开始,由于这次经历,她对自己的过去讳莫如深。现在,她完全以林恩·康威的身份生活,从1969年到1972年,她在Memorex公司担任了一份编程合同工作。在这段时间里,康威开始重建她作为一名工程师的信誉,并于1973年进入施乐帕洛阿尔托研究中心(PARC)。1976年,在可以在芯片上制造的晶体管数量迅速增加但超过制造技术的时期,她接受了研究改进硅设计方法的挑战。

 

康威在超大规模集成电路系统上的不朽印记

她的主要合作者是另一位美国科学家和工程师卡弗·米德。他们一起提出了一套简化的布局设计规则,该规则利用了单元拓扑的间距和宽度的比率概念,而不是特定工艺的固定长度。这样,设计规则可以更容易地应用于不同的设计,并且只需要两页的设计规则集来检查,而不是当时通常需要40页。

 

Some examples of the VLSI design rules

超大规模集成电路设计规则的一些例子。图片由IEEE固态电路提供
 

为了便于采用这些规则,米德和康威共同出版了一本名为《超大规模集成电路系统导论》的教科书。为了配合这本书,康威还开发了一个讲座,她首先在麻省理工学院教授。该课程分为两部分设计,第一部分侧重于理论,第二部分侧重于将理论应用于实际设计。康威认为这将是一个很好的方式来证明他们的新系统是有效的。

在大多数学生成功地设计出芯片并以最小的问题制造出芯片后(包括一名设计了LISP微处理器的学生),康威和米德继续将课程材料更广泛地提供给其他教育工作者采用。

更重要的是,米德率先提出了铸造厂的概念,允许设计师通过ARPANET向制造商提交他们的设计。施乐PARC承担了开发这一系统的责任,这样使用米德康威课程材料的大学也可以让学生制作他们的设计。在接下来的几年里,工程教育中许多最重要的机构都开设了这门课程,超大规模集成电路革命也随之兴起。

 

康威的持续遗产

康威职业生涯的大部分时间都在默默地接受挑战和胜利。随着Mead Conway超大规模集成电路课程给她带来的关注,以及她在IBM提出的DIS发明突然重新燃起的兴趣,Conway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就1968年歧视性解雇康威一事向她道歉。从那以后,康威继续着她作为科学家、工程师、教授和院长的成功职业生涯。她因在技术上的成功而获得了许多赞誉,出道后,她还成为了跨性别者的倡导者。

在她的整个职业生涯中,康威一直致力于她作为发明家、科学家、工程师和女性的身份。