开源计算机系统倡议：挑战与解决方案2022.

BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）100038开源计算机系统倡议：动机、本质、挑战和方法论中国科学院计算技术研究所先进计算机系统研究中心A R T I C L E I N F O保留字：信息技术脱钩高端计算机系统开放源码计算机系统倡议Funclet抽象架构小芯片HWletEnvletServletA B S T R A C T国际社会面临许多紧迫和不确定的挑战，如流行病和全球气候变化。信息技术基础设施已成为应对这些挑战的推动力。不幸的是，信息技术脱钩分散和削弱了国际社会本文提出了一个开源计算机系统（OSCS）倡议，以应对IT解耦的挑战。OSCS运动是开源软件与开源硬件融合的地方。其本质是利用一类代表性工作负载的固有特性，并提出创新的抽象和方法，以共同探索高端计算机系统的软件和硬件设计空间，实现峰值性能，安全性和其他基本维度。讨论了它面临的四个挑战，包括系统复杂性、通用系统与理想系统之间的权衡、保证计算结果的质量以及在不同条件下的性能，最佳情况、最坏情况或平均情况，以及平衡法律、专利和许可证问题。受从小函数构建大系统的哲学的启发，我提出了funclet抽象和方法来解决第一个挑战。funclet抽象是一个定义良好、可演化、可重用、可独立部署和可测试的功能，具有适度的复杂性。每个functlet通过标准总线接口或互连与其他functlet互操作。四个funclet构建块：芯片层、硬件层、环境管理层和服务层的小芯片、HWlet、envlet 和 servlet 形 成 了 四 层 funclet 架 构 。 讨 论 了 函 子 的 抽 象 和 体 系 结 构 的 优 点 。 该 项 目https://www.computercouncil.orghttps://www.opensourcecomputer.org1. 介绍人类活动与地球生态系统之间复杂的相互作用导致了两个紧迫的挑战：COVID-19大流行和全球气候变化。该研究于3月10日发表在《柳叶刀》上[1]，称截至2021年12月31日，COVID- 19大流行造成的实际死亡人数接近1800万。这远远超过了同期各种官方来源报告的590万人死亡[2]。这种可怕的情况对我们的老年人和儿童构成了令人心碎的挑战。另一方面，由于气候变化，更频繁和更强烈的干旱，风暴，热浪，海平面上升，冰川融化，海洋变暖，可以直接威胁人类和野生动物的生存除了全球社会不幸的是，持不同观点的人之间日益扩大的政治分歧撕裂了科学和技术界。不可否认，人类社会经历了不同的政治制度，不同程度的政治权利和公民自由-然而，趋势是趋同的。例如，几乎每个国家都废除了电子邮件地址：zhanjianfeng@ict.ac.cn。网址：http://www.benchcouncil.org/zjf.html。https://doi.org/10.1016/j.tbench.2022.1000382022年4月25日在线提供奴隶制有利于人权;几乎每个国家都承认 法治，尽管其过程和意义千差万别。在短期内，可能会有一个尖锐的政治差距。然而，差距已经缩小了很长一段时间。政治差距的暂时扩大并不能证明技术脱钩是合理的。相反，技术脱钩将削弱国际社会应对紧迫挑战的能力，从而对国际社会的基础产生不利影响。IT是支持应对这些挑战的有效计划和行动的推动因素之一[4IT解耦威胁着共享的IT基础设施，从而威胁着共享的未来。国家之间的技术脱钩和出口管制将增加成本并降低生产率[8]。可怕的IT脱钩分散并削弱了人类这需要我们的智慧和行动来团结我们的科技界。开放科学倡议[9如图1，本文发起了一场开源计算机系统运动（简称OSCS），其中开源软件与开源硬件汇合。高端计算机系统服务于2772-4859/©2022作者。Elsevier B. V.代表KeAi Communications Co. Ltd.提供的出版服务。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect标准和评价期刊主页：https://www.keaipublishing.com/en/journals/benchcouncil-transactions-on-benchmarks-standards-and-evaluations/BenchCouncil交易基准，J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000382图1.一、 开源计算机系统（OSCS）计划的核心。作为IT基础设施的基石，其组件（如芯片或操作系统）是构建IT基础设施的基础。OSCS计划选择高端计算机系统作为其目标，以减轻IT脱钩的副作用。 为了产生一种积极的变革力量来克服生态系统的惯性，我用詹其雄一方面，OSCS计划将通过开源运动产生积极的变革力量。另一方面，它提出了一种创新的方法来提高效率或其他基本方面，以产生变革力量。OSCS的本质是利用一类代表性工作负载的固有特性（基准[14]），并提出创新的抽象和方法，以共同探索高端计算机系统的软件和硬件设计空间，实现峰值性能，安全性和其他基本维度。我讨论了OSCS倡议的四个挑战。第一个挑战是高端计算机系统和处理器生态系统所见证的令人生畏的系统复杂性。第二个挑战是如何在通用系统和理想系统之间进行权衡。对于每一类代表性的工作负载，应该有一个理想的系统架构，而不是一个通用的系统，其中性能，成本或通用性的能源开销 第三个挑战是提出方法和工具，以帮助社区设计在不同条件下具有保证计算结果和性能质量的系统，例如，最好情况、最坏情况或平均情况。 最后但并非最不重要的是，如何平衡OSCS计划的法律，专利和许可证问题。为了解决第一个挑战，我提出了funclet的抽象和方法。functlet抽象表示公共属性 在不同的层上的基本构建块：每个funclet是一个定义良好的，可演化的，可重用的，可独立部署的，可测试的功能，具有适度的复杂性; 2每个funclet通过标准的总线接口或互连与其他funclet互操作。四个基本构建块是芯片层、硬件层、环境管理层和服务层的chiplet、HWlet、envlet和servlet，它们形成了四层funclet架构。我提出了一个三元组（functlet set architecture（FSA），组织，系统细节）：FSA是指实际的程序员可见的函数集[16]，作为两个相邻层之间以及同一层中不同functlet之间的边界;组织包括同一层和相邻层中functlet如何协作的高级方面;系统细节描述了从funclet构建的系统的设计和实现。本文的结构如下。第二部分介绍詹培忠提出技术三定律的背景知识。第三部分论证了OSCS倡议的动机。第四节讨论挑战。第五节介绍了funclet方法。第六节结束2. 背景詹培忠 在这篇文章中，我使用詹培忠本节简要介绍这一框架。第一个定律是关于新技术的障碍：技术惯性。不仅是终端用户，行业用户也会坚持现有技术，称为消费者惯性和生态系统惯性。 除非有非零的净技术变革力作用于用户规模，否则用户规模将保持不变。第二定律揭示了新技术的力量来自何处。用户规模的变化与净技术变化力成正比。技术变化力测度的必然结果是如何测度净变化力。通过创造一种全新的技术或在用户体验、成本、效率或其他基本维度上改进现有技术，新技术可以产生积极的变革力量。在改进现有技术的过程中，一个新的或不同的生态系统会产生一种负面的变化力量，这是生态系统惯性的副作用。������������������������������同时，不同的使用会导致学习成本的增加，从而产生负的变化力。���������������根据表1中的公式，净变化力Δt为 的六个组成部分的总和L���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������别这样表1总结了这三个定律和五个推论。表2解释了表1中公式中的符号。表3介绍了如何使用詹培忠3. 动机如图2、本节从两个角度解释了动机：为什么IT解耦是不明智的？为什么要启动OSCS计划？3.1. 为什么IT脱钩不明智？IT基础设施是人类社会的支柱，是应对全球疫情和气候变化挑战的赋能者。 例如，科学和工程界严重依赖超级计算机来寻找COVID-19药物和模拟气候变化[17IT脱钩将阻碍知识共享和工程协作，削弱我们处理紧迫挑战的能力。分离的IT社区必须分别应对严峻的挑战，并从软件和硬件中摊销无法负担的研发成本。詹培忠技术三定律[ 8 ]的技术开放性推论各国之间的供应链脱钩和技术出口管制将J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000383表1OSCS计划使用詹培忠的技术三定律来决定项目的目标和战略。本文所用的三个定律和三个推论是概括的，而省略了另外两个推论。详细内容见[8]。定律或推论名称公式������=(���+������)−���������= 0,������������������������������������������������技术变革力定律������������������������������������������技术变化定律作用与反作用=−���������������������������������=���������������������+���L������������+������������������������������技术变革力测度的推论或������=���������������������������������+���������������+���������������������������������+������ℎ������+��� L������������+������������������������������推论 技术突破的数量���=，= ������技术开放=闪烁，=闪烁���=闪烁，=闪烁���表2图二、 启动开源计算机系统（OSCS）计划的动机。一个简单的硬件组件，实现每-表1[8]中符号的解释。符号说明���差分算子比例操作者求和算子���用户规模随时间行业用户规模������随时间���������������������������影响新兴技术的���������������������������改变作用于现有技术的力创造一种全新的技术所产生的变革力量���������������学习成本导致的变化力������������������������������生态系统偏离导致的变化力���������������������������������技术变革力源于用户体验���������������成本导致的变更力���������������������������������效率带来的变革力������������其他基本维度导致的变化力���技术突破毛生产率���费用共计脱钩供应链一些国家���费用���每个贡献者的生产力（行业用户）增加了成本并降低了生产率。可怕的IT脱钩将分散和削弱人类应对这些紧迫挑战的能力。这需要我们的智慧和行动来团结我们的科技界。开放科学倡议[93.2. 为什么要启动OSCS计划？开源软件运动已经成为主流，就像闭源软件一样。开源软件包括Linux、Android和许多其他软件栈。开源硬件是可靠性和可靠性，相当于商品的组成部分。然而，它还远远没有准备好应对IT解耦的挑战。首先，如表4所示，IT基础设施（如高端计算机系统）保持封闭，即使开源运动也取得了出色的进展。如图2、高端计算机系统不仅是IT基础设施的基石，其组成部分，如芯片、硬件、操作系统、工具链、中间件等，也是构建IT基础设施的基础。因此，高端计算机系统对于应对IT脱钩的挑战至关重要开放计算项目基金会（OCP）[30]于2011年启动，其使命是开源数据中心硬件（仓库规模计算）;它在基本组件方面仍然进展甚微。RISC-V[31]是遵循精简指令集计算机（RISC）原则的开放标准指令集架构（ISA）。像RISC-V这样的开源芯片项目很有前途，因为它是在开源许可证下提供的，不需要使用费用，不像大多数其他ISA设计[31]。例如，中国科学院计算技术研究所展示了完全开源的RISC-V处理器XiangShan或“Fragrant Hills”[ 32 ]的进展第二，技术的根本变化有利于特定领域的硬件和软件协同设计，例如Dennard缩放的结束，摩尔定律的结束，Amdahl定律及其对结束“简单”多核时代的影响 [33、34]。 在计算机架构的新黄金时代，必须将软件和硬件放在一起考虑。 因此，现在是开源软件运动与开源硬件运动融合的时候了。第三，仅仅重复方法和过程，复制封闭源代码的对应物不会直接成功。根据根据技术变革力的规律[8]，开源的主动性将使技术进步率>0。在以下方面改进闭源对应方用户体验，成本，效率或其他基本维度，开源可以产生变革力量的其他积极成分，例如，���技术变革的用户体验，用户体验 – change force resulted from������������技术惯性J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000384表3用詹氏技术三定律分析十三个成功的IT运用这些规律的实质是度量变化力的分量。净变化力量决定了每项技术的兴衰。由一个实体控制的封闭生态系统，允许共享开放技术生态系统的贡献者之间的劳动分工，提高了总生产率，降低了每个贡献者的摊销成本[8]。供应链脱钩将增加成本并降低生产率[8]。技术竞争对手���L������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ℎ������关闭/打开供应链深度学习浅层神经网络0<0/<0//100（准确度）开放耦合WWW No 0 0 0/开路耦合Google No 0 0 0/闭解耦Facebook No 0 0 0/封闭解耦互联网无0 0 0/开放耦合RAID单个大昂贵的磁盘0 0/>0>0//开放耦合Android Windows Mobile，Symbian，iOS，Linux0 0/>0/>0>0（Google生态系统）开放CouplingiOSWindows Mobile，Symbian 0 0/<0/≫0>0（AppStore）关闭耦合窗DOS<00///>0个/关闭耦合Linux UNIX 0 0/> 0/开放耦合UNIX Multics 0 0//>0/>0（标准）闭合耦合ARM X86，RISC 0 0//>0/>0（能效）闭合去耦RISC CISC 0 0//>0//闭合去耦表4八大类高端计算机系统。[14]第14话最后一句话行星级计算机（分布式物联网、边缘和数据中心系统）[20][21]第21话我的世界AI for science SAIBench [22]未定义尚未成熟是深度学习AIBench [23]或MLPerf [24，25]质量水平成熟否Metaverse MetaverseBench [26]不适用尚未成熟是高性能计算HPCC [27] FLOPS成熟无仓库规模计算N/A吞吐量，尾延迟成熟无大数据BigDataBench [28]或BigBench [29]，吞吐量，服务质量，周转时间成熟无云计算N/A系统利用率，服务质量成熟无有必要采取其他行动来产生变革力量的其他积极成分。一方面，必须利用一类代表性工作负载的固有特性（[14]中的第二类基准）来共同探索软件和硬件架构空间[33，34]。另一方面，在OSCS计划中开发新的抽象、方法和体系结构。第四，与生态系统和用户的学习习惯兼容是必不可少的。 不仅终端用户，行业用户也会固守现有技术，这是消费者惯性和生态系统惯性[8]。根据詹氏技术定律的技术变革力测度推论���������������������������������������������最后，我总结一下OSCS倡议的实质。 OSCS倡议有四个含义。(1)这是一个软件与硬件融合的开源运动。(2)它是利用一类代表性工作负载的固有特性（第二类 [14]中的基准）。 (3)它不是重新发明轮子，而是提出创新的抽象和方法来共同探索软件和硬件设计空间，以实现最佳性能，安全性和其他基本维度。(4)它强调与生态系统和用户学习习惯的兼容性。图1直观地揭示了OSCS倡议根据技术变革力测度的推论，战略的目标是使净变革力的正价值最大化。高性能计算、云计算、仓库规模计算已经成熟。因此，产生一个突破技术惯性的净变化力更具挑战性，即，在用户经验、成本、效率或其它基本方面将现有技术改进几个数量级。因此，我选择了三个新兴领域：全球规模的计算机，它重新设计了物联网，边缘，数据中心和网络作为计算机[20]，人工智能科学和Metaverse作为OSCS计划的最初三个目标。我对每一类系统实施以下策略，以最大化净变化力。（1）开源���������������（2）锐化边缘，如效率（效率）>0，而另一个基本维度（效率）>0;���������������������������������������������(3)提供兼容的生态系统，降低学习成本。 （���L������������= 0，������������������������������=0）。4. 的挑战本小节将介绍OSCS举措的高级别挑战。低水平挑战在[20，22，26]中进行了充分讨论(1) 系统复杂性的挑战。我从两个维度论证了系统的复杂性：高端计算机系统和处理器生态系统。如图2所示，高端计算机系统是 IT基础设施的复杂性令人生畏。作为案例研究，我回顾了500强名单上最先进的超级计算机[35]。 Fugaku在2020年6月首次获得第一名。 不学基于富士通定制的ARM A64FX处理器，每个处理器都有四个NUMA节点。每个NUMA节点有12个计算核心，每个处理器有48个核心。Fugaku拥有7，630，848个内核-高端计算机系统系统工程和艺术的生动展示正如我之前在[8]中分析的那样，X86、ARM或RISC-V处理器的整个生态系统由SoC（片上系统）、ISA（指令集架构）、OS（操作系统）、工具链、中间件和应用程序组成。它远远超出了最先进和最实用的开源项目的范围。即使只考虑组件，像片上系统（SoC）或操作系统这样的现代系统也具有日益增长的复杂性，导致设计生产力危机[36]。对于SoC，芯片制造商在每个节点上缩小不同的功能，并将它们打包到单片芯片上，这在每个节点上变得更加复杂和昂贵[37]。表4中的高端计算机系统需要积极的、机智的和协调的开源计算机系统计划(2) 通用和理想系统之间的权衡挑战图灵[38]提出了“通用”计算设备的想法但J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000385将引入由于工业用户坚持使用现有的产品、工具、平台和服务来保护投资，即所谓的生态系统惯性[8]，因此用户倾向于选择通用系统或范围更窄的通用系统，如GPGPU。 现代系统，例如， 片上系统（SoC）或操作系统的复杂性日益增加，导致设计生产力危机[36]，社区无法负担构建新系统的成本。这是用户更喜欢通用或范围更窄的通用系统的另一个原因。然而，新的技术趋势已经获得了动力。敏捷的软件和硬件过程和方法[36，39]使小团队能够快速构建具有竞争力的高性能微处理器和软件系统。对于每一类有代表性的工作负载，应该有一个理想的系统架构，而不是一个通用的系统。单一用途的系统不是首选;然而，它是合理的，能够在通用和理想系统之间进行权衡。具体地说，它激励每一类工作负载探索理想的体系结构空间。(3) 保证计算结果的质量和最佳情况、最坏情况或平均情况下的性能现代系统关心性能并重视其计算结果的质量。例如，深度学习社区已经接受了训练人工智能模型以实现最先进质量的时间作为评估系统的主要指标[23，25，40]，该指标重视系统和算法。我认为社区应该考虑在不同情况下的计算结果和性能的质量，如最好的情况下，最坏的情况下，或平均情况下，作为系统设计，实现，验证和确认的第一级约束。2例如，系统如何在第99个尾部延迟小于100毫秒的情况下实现最先进的质量？如何估计或保证在最佳情况下（1000分之1）满足阈值的性能和质量-考虑搜索外星文明的情况？一般情况下呢？在不同的情况下，设计、实现、验证和确认成本会有很大的不同。设计人员需要提出一种新的方法来设计、实施、验证和确认系统，并保证对质量和性能的信心。提出适当的度量是任何情况下系统挑战的第一步。 迫切需要提出一种新的设计、实现、验证和确认方法和工具来解决任何情况下的系统挑战。 我并不是说这些问题完全 忽视 在 过去HPC社区在性能和准确性之间的权衡方面有很多专业知识。Langou等人。[41]尽可能利用单精度运算，并在关键阶段采用双精度运算，同时试图提供完整的双精度结果。 实时系统社区[42]将硬和软截止日期视为一流的设计约束。在仓库规模计算[43]中，大规模互联网服务的尾部延迟-最坏情况延迟以百分比项表示，例如， 第98位，第99位-成为超过平均延迟的主要指标。Lu等人[44]声称，现代数据中心操作系统应该在平均和平均性能方面优雅地实现不同的性能目标最坏情况下的性能(4) 平衡法律、专利和许可证问题的挑战。在过去的几十年中，许多不同的软件模型已经成为主流，例如专有软件产品供应商模型，定制软件开发商模型，支持的软件和Web交付的软件即服务[45]。OSCS如何1验证通过测试确定每个组件和组件的组装是否正确地满足其规范（“我们构建的东西正确吗？”）[36]第30段。2验证确保产品服务于其预期目的#21453;做正确的事情”）。[36]第30段。倡议相互作用并影响这些模型？许可证和专利政策可能会对这一过程产生重大影响。情况变得更加复杂，特别是考虑到混合了pro-prietary和开源机制的商业项目可能会出现的潜在问题[45]。出口管制方面的长臂管辖权等法律问题使这些情况进一步复杂化。OSCS倡议并不是一个完美的计划。此外，它有几个副作用。最突出的一个问题是如何防止极端分子或恐怖主义利用开源高端计算机系统。5. Funclet方法论本节介绍了应对第一个挑战的方法。我把其他的挑战留给了未来的工作。当IT先驱戈登·摩尔（Gordon Moore）[46]展望未来时，他得出结论受这种从较小函数构建大型系统的哲学的启发，我提出了funclet方法。首先，我介绍了funclet的抽象，然后是funclet的架构。functlet抽象表示不同层的基本构建块的公共属性。每个functlet都有以下特性。(1)每一个都包含具有适度复杂性的良好定义的和可演进的功能性（2）每一个都可以在不同的上下文中重用。(3)每一个都可以在集成之前被独立地测试和验证。(4)每一个都可以独立地部署。(5)每一个都可以通过明确定义的总线接口或互连与其它funclet互操作。如图3、提出了一种四层funclet结构。作为 首先，我在第一层和第四层重用了两个新出现的概念来描述funclet，然后我详细介绍了其他层。第一层子程序是小芯片，其是具有适度复杂性的集成电路（IC），提供明确定义的功能[37，47];其被设计为易于与其他小芯片集成，与管芯到管芯互连方案连接[37，47]。小芯片与传统的单片芯片上系统（SoC）的不同之处在于[37，47]：芯片制造商可以混合和匹配小芯片，以通过将预先开发的芯片集成到IC封装中来减少产品开发时间和成本[37，47]。第四层的funclet是一个servlet，一个可独立部署和演化的组件，为用户提供定义良好和适度复杂的功能。servlet通过标准化的软件总线支持互操作性[48]。 微服务[48]是一种servlet。另一个相关概念是云函数[49]。云功能打包为功能即服务（FaaS）产品[49]，代表了无服务器计算的核心。云函数是无服务器计算中的通用元素，导致简化和通用的云编程模型[49]。第二层funclet是一个HWlet，一个可独立部署、可替换和可访问的硬件组件，例如，CPU，内存，存储。HWlet可以聚合成具有低延迟和高带宽互连的资源池我在聚合架构的上下文中解释HWlet概念[50例如，HWlet可以是分解式存储器设计中的商品存储器模块多个计算刀片可以通过共享刀片互连访问封装在单独的共享存储器刀片中的商用存储器模块阵列[52]。第三层的funclet是一个envlet，它是一个可独立部署和可演化的环境组件，具有定义良好的功能，支持servlet的管理。Envlet可以通过互连进行互操作，以形成管理基础架构。在无服务器计算的背景下，BaaS（后端即服务）[49]是envlet的一种形式。BasS为云功能提供管理服务，负责后者J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000386图三. 四层funclet架构的一个实例。我使用一种受计算机体系结构共同体启发的方法我首先介绍计算机体系结构社区的方法论[16]。然后我详细阐述了我提出的方法。在计算机体系结构中，术语指令集体系结构（ISA），组织或微体系结构和硬件用于描述体系结构-计算机ISA指的是实际的程序员可见指令集，作为软件和硬件之间的边界[16]。该组织包括计算机设计的高级方面，例如存储器系统、存储器互连和设计 内部处理器或CPU [16]。硬件是指计算机的具体细节，包括计算机的详细逻辑设计和封装技术[16]。我使用了一个三元组{funclet set architecture（FSA），组织，系统细节}方法来描述funclet架构， 如图3. FSA指的是实际的程序员可见的函数集[16]，作为两个相邻层之间的边界以及同一层中不同函数之间的边界。该组织包括同一层和相邻层中的functlet如何协作的高级方面。系统细节描述了从funclet构建的系统的设计和实现funclet方法论根据（FSA、组织、系统细节）指定架构空间。在寻求最佳设计时，有一个爆炸性的建筑空间。有一个迫切需要的工具，帮助探索的funclet架构。由于每个小芯片、HWlet、envlet和servlet都提供窄范围的功能性，因此必须将具有类似资源消耗特征的funclet的功能对齐，以进行全栈优化和资源管理。 在这种情况下，开源计算机系统计划的含义是利用一类代表性工作负载的固有特性，在（FSA，组织，系统细节）方面共同探索硬件和软件设计空间，以达到最高性能和安全性。我把传统的系统架构称为单片架构，它由单片芯片、硬件、管理环境和应用程序或服务组成。同时，一些建筑部分使用了小芯片、微服务或云功能，我称之为混合架构。funclet架构的优点有四个方面。(1)它增加了技术的开放性，提高了生产率，降低了成本。Funclet的哲学和方法论便于贡献者专注于每个Funclet，允许共享开放技术生态系统的贡献者之间的有效分工[8]。它最终提高了总生产率，降低了每个贡献者的摊销成本[8]。 (2)从横向和纵向两个层面，协助应付电脑系统复杂性的挑战。该系统从垂直维度分为小芯片，HWlet，Envlet和servlet。该系统是从FSA，组织，并从横向和纵向维度系统的细节描述。 (3)它可以帮助优化整个堆栈系统。随着紧密的对齐在servlet、Envlet、HWlet和小芯片的功能中，可以针对具有类似特性的窄范围工作负载在整个堆栈上优化系统，例如，所需资源。(4)提高了系统的可重用性。每个functlet都可以独立设计、实现和测试。最后，用户可以将functlet组装成一个复杂的系统。(5)可以提高可靠性。在组装之前，每个functlet都可以独立部署和测试，提高了整个系统的可靠性。在这里，我强调funclet架构的目标不是取代所有的单片或混合架构。相反，前者是对后者的补充。同样，詹培忠6. 结论本文发起了一项开源计算机系统（OSCS）运动。OSCS倡议是一个开源运动，软件与硬件融合。它是利用一种代表性的工作负载，并提出创新的抽象和方法，共同探索软件和硬件设计空间，以达到最高性能，安全性和其他基本方面。我讨论了四个OSCS挑战：令人生畏的系统复杂性，通用和理想系统之间的权衡，保证J. 詹BenchCouncil交易基准，标准和评估2（2022）1000387最佳情况、最差情况或平均情况下的质量和性能，以及平衡法律、专利和许可证问题。我提出了funclet的抽象和架构来解决系统复杂性的挑战。functlet抽象是一个定义良好的，可演化的，可重用的，可独立部署的，可测试的功能性，具有适度的复杂性。每个functlet通过标准总线接口或互连与其他functlet进行互操作。四个funclet构建块：芯片、硬件、环境管理和服务层的小芯片、HWlet、envlet和servlet形成四层funclet架构。致谢非常感谢戴少鹏先生和钱鹤先生为我画的图。 1，2，and 3，Dr. LeiWang for contributing to Fig. 3和校对的文章，博士。高万玲校对此文。引用[1]C. 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