Babak Falsafi (d. 1966), bilgisayar mimarisi ve veri merkezi sistemleri alanında çalışan bilgisayar bilimci. 2008'den beri École Polytechnique Fédérale de Lausanne'da (EPFL) Bilgisayar ve İletişim Bilimleri Fakültesi'nde profesördür ve araştırmalarını Koşut Sistem Mimarisi Laboratuvarı'nda (İngilizce: Parallel Systems Architecture Laboratory, PARSA) yürütür. EPFL'de ölçeklenebilir, veri merkezli teknolojileri inceleyen bir sanayi ve üniversite ortaklığı olan EcoCloud merkezini 2011'de kurdu ve 2021'in sonuna dek yönetti. Daha önce Purdue Üniversitesi'nde ve Carnegie Mellon Üniversitesi'nde öğretim üyeliği yaptı.
Çalışmaları paylaşımlı bellekli çok işlemcili sistemler, bellek sistemleri, işlemci benzetimi ve veri merkezi sunucularının mimarisi üzerinde yoğunlaşır. IEEE onu 2012'de çok işlemcili mimariye ve bellek sistemlerine katkıları için, ACM ise 2015'te çok işlemcili sistemlerin ve bellek mimarisinin tasarımına ve değerlendirilmesine katkıları için Fellow seçti. 2019'da ACM'nin bilgisayar mimarisi özel ilgi grubu SIGARCH'ın başkanlığına seçildi. Veri merkezlerinin enerji verimliliğini ve karbon salımını belgelendiren İsviçre Veri Merkezi Verimliliği Derneği'nin (İngilizce: Swiss Datacenter Efficiency Association, SDEA) kurucu başkanıdır.
Yaşamı ve eğitimi
Falsafi 1966'da doğdu. 1990'da New York Eyalet Üniversitesi'nin Buffalo kampüsünden biri bilgisayar bilimi, öteki elektrik ve bilgisayar mühendisliği olmak üzere iki lisans diplomasını summa cum laude derecesiyle aldı. Lisansüstü öğrenimini Wisconsin-Madison Üniversitesi'nde yaptı; bilgisayar bilimi alanında 1991'de yüksek lisans, 1998'de doktora derecesi aldı. Doktora danışmanı David A. Wood'dur. Fine-Grain Protocol Execution Mechanisms and Scheduling Policies başlıklı tezinin yılını Matematik Soyağacı Projesi 1997 olarak kaydeder.
Wisconsin'deki öğrenimi sırasında Wisconsin Wind Tunnel (WWT) projesinin kıdemli üyelerindendi. Proje, Thinking Machines CM-5 üzerinde koşut bilgisayar mimarilerini benzetimle inceleyen bir ortam geliştirdi; ikinci sürümü (WWT-II) SPARC tabanlı tek ve çok işlemcili sistemlere taşındı. Falsafi aynı dönemde koşut makineler için taşınabilir bir programlama arayüzü olan Tempest'in tasarımında yer aldı. Bu arayüzün örnek uygulamaları CM-5 üzerinde çalışan Blizzard ailesi ile Wisconsin'deki iş istasyonu kümesi üzerinde çalışan Sirocco ailesi dağıtık paylaşımlı bellek sistemleriydi. Wood'un ilk yazarı olduğu 1993 tarihli ISCA bildirisinde ve bellek erişim denetiminin ince taneli olarak, ek donanım gerektirmeden ya da az donanımla nasıl gerçekleştirilebileceğini inceleyen 1994 tarihli ASPLOS bildirisinde yazarlar arasında yer aldı. 1996'da Shubhendu Mukherjee, Mark D. Hill ve Wood ile birlikte, ağ arayüzlerinin işlemcilerle önbelleğe alınabilen ve tutarlılık protokolüne katılan bellek işlemleri üzerinden haberleşmesini öneren tutarlı ağ arayüzleri (İngilizce: coherent network interfaces) çalışmasını yayımladı.
Akademik kariyeri
Carnegie Mellon Üniversitesi'nde Hamerschlag Hall (sağda) ve Scott Hall (solda). Falsafi'nin Carnegie Mellon'daki ilk çalışma odası Hamerschlag Hall'daydı.
Falsafi 1998'de Purdue Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu'na yardımcı doçent olarak katıldı. Purdue'da bellek sistemlerinde öngörü ve öngörüye dayalı yürütme tekniklerini geliştiren Impetus projesini kurdu. Kaushik Roy ve T. N. Vijaykumar ile birlikte güç tüketimini gözeten işlemci ve bellek mimarileri üzerine ICALP projesini, Rudolf Eigenmann ve Vijaykumar ile birlikte tek yonga üzerinde milyar transistörlü mimariler üzerine Multiplex projesini yürüttü. Ocak 2001'de Carnegie Mellon Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'ne yardımcı doçent olarak geçti; aynı üniversitenin Bilgisayar Bilimi Bölümü'nde de öğretim üyesiydi. Carnegie Mellon'daki ilk yıllarında çalışma odası Hamerschlag Hall'daydı.
Carnegie Mellon'da bilgisayar mimarisi laboratuvarı CALCM'nin kurucuları arasında yer aldı ve Impetus araştırma grubunu yönetti. Grup, işlemci ile bellek arasındaki başarım farkını kapatacak mimariler, nanometre ölçeğindeki CMOS teknolojisiyle kurulan bilgisayar sistemleri için mimariler ve bilgisayar sistemlerinin başarımını değerlendirmek için çözümsel ve benzetime dayalı araçlar üzerinde çalışıyordu. 2007'de Carnegie Mellon'da profesördü.
EPFL kampüsündeki INJ binasının girişi. Falsafi'nin çalışma odası bu binadadır.
2008'de EPFL'ye profesör olarak geçti. EPFL'nin kişi dizinine göre Bilgisayar ve İletişim Bilimleri Fakültesi'nde profesördür, PARSA laboratuvarına bağlıdır ve çalışma odası kampüsteki INJ binasındadır. İleri çok işlemcili mimari, yazılımda koşutluk ve eş zamanlılık, veri merkezi tasarımı ve makine öğrenimi sistemleri konularında dersler verir.
2011'de EPFL'de EcoCloud merkezini kurdu. Merkezin 18 Haziran 2012'deki birinci yıl etkinliğini duyuran EPFL haberi, onu merkezin yöneticisi olarak anar; haberde merkez, büyük veri uygulamalarının bilişim kaynaklarına olan talebi ile yarı iletken üretiminde azalan enerji verimliliği arasındaki açığı kapatacak temel teknolojiler üzerinde çalışan disiplinler arası bir ortaklık olarak tanıtılır. Falsafi aynı haberde merkezin sanayiyle uzun soluklu, araştırma iş birliğine, doktora programlarına, staj ve konuk araştırmacı programlarına dayanan ortaklıklar kurmayı amaçladığını söyler. 1 Ocak 2022'den başlayarak merkezin yönetimini David Atienza devraldı; Ekim 2024'te Giovanni De Micheli merkezin bilimsel yöneticisi oldu.
Araştırmaları
Falsafi'nin araştırmaları bilgisayar sistemlerinin tasarımı ve değerlendirilmesi üzerinedir. EPFL'nin tanıtımı, katkıları arasında Sun Microsystems'in (bugün Oracle) prototipini ürettiği ölçeklenebilir bir çok işlemcili mimariyi, çok soketli x86 sunuculara ve IBM'in Blue Gene süper bilgisayarlarına giren gözetleme süzgeçlerini, ARM çekirdeklerinde yer alan uzamsal ve zamansal bellek akışı tekniklerini ve AMD, HP ile Google'ın PerfKit aracında kullanılan başarım değerlendirme yöntemlerini sayar. Güncel çalışmaları Moore yasasının yavaşladığı dönemde veri merkezi sunucularının tasarımına yöneliktir; grubu, hızı ve maliyeti Moore yasasının ötesinde ölçeklenen, sürdürülebilir ve güvenli veri merkezlerinin algoritmalardan özel tasarım yongalara kadar nasıl kurulabileceğini inceler.
Dağıtık paylaşımlı bellek ve Reactive NUMA
Falsafi'nin doktora döneminin sonunda Wood ile birlikte ISCA 1997'de sunduğu Reactive NUMA (R-NUMA), dizin tabanlı önbellek tutarlılığı protokolleri için yeni bir yaklaşım önerdi. R-NUMA, geleneksel CC-NUMA tutarlılık protokolünü daha yeni bir yaklaşım olan Simple-COMA (S-COMA) ile birleştiriyor, programın ve sistemin davranışına göre iki protokol arasında devingen olarak geçiş yapıyordu. Bu sayede her düğüm her bellek sayfası için en uygun protokolü kendisi seçebiliyordu. Bildiri, R-NUMA'nın en kötü durumdaki başarımının iki protokolden iyi olanın iki üç katı ile sınırlı kaldığını kuramsal olarak gösterdi; benzetimlerde R-NUMA çoğu zaman her iki protokolden de iyi sonuç verdi ve en kötü durumda en iyi protokolden en çok yüzde 57 geride kaldı.
Sun Microsystems'in 1999'da HPCA'da tanıttığı WildFire prototipi, büyük simetrik çok işlemcili sunucuları birbirine bağlayarak dağıtık paylaşımlı bellek oluşturuyordu. Sistemin uygulama farkında olmadan yerellik yaratan iki tekniğinden biri olan Tutarlı Bellek Kopyalama (İngilizce: Coherent Memory Replication), Simple COMA ile Reactive NUMA'nın bir çeşitlemesiydi. Falsafi'nin Purdue'daki tanıtım sayfası da Sun'ın R-NUMA'nın bir çeşitlemesini taşıyan WildFire prototipini ürettiğini belirtir. HiPEAC ağındaki tanıtımı, katkılarını Sun'ın WildCat ve WildFire sunucularının çok işlemcili mimarisi olarak özetler. Carnegie Mellon'daki tanıtımı, uyarlanabilir ve ölçeklenebilir bir önbellek mimarisi olan Reactive NUMA'nın Sun Microsystems'in ürettiği bir çok işlemcili sistem ailesine temel oluşturduğunu belirtir; bu sistemler tekdüze olmayan bellek erişimi (NUMA) mimarisindedir.
Bellek erişim sıralaması ve öngörüye dayalı yürütme
Falsafi, Chris Gniady ve T. N. Vijaykumar ile birlikte ISCA 1999'da sunduğu "Is SC + ILP = RC?" başlıklı bildiride, bellek erişim sıralaması modelleri arasındaki başarım farkını inceledi. Ardışık erişim sıralaması (İngilizce: sequential consistency, SC) paylaşımlı bellekli sistemlerde en basit programlama arayüzünü sunar ama bütün bellek işlemlerine program sırası dayatır; release consistency (RC) ise en yüksek başarımı sağlar, buna karşılık hangi işlemlerin sırayla ve bölünmeden yapılacağını belirleme yükünü programcıya bırakır. Bildiri, donanım öngörüye dayalı yürütmeyi yeterince desteklediğinde SC gerçekleştiriminin RC gerçekleştirimi kadar hızlı olabileceğini ilk kez gösterdi. SC++ adı verilen tasarımda okumaların yanında yazmalar da öngörüye dayalı olarak birbirini geçebiliyor, öngörüye dayalı durum yalnız işlemcide değil bellekte de tutuluyordu; benzetimde SC++ incelenen altı uygulamanın hepsinde RC'nin başarımına ulaştı.
Konuya on yıla yakın bir süre sonra, Thomas Wenisch, Anastasia Ailamaki ve Andreas Moshovos ile birlikte ISCA 2007'de sunduğu bildiriyle döndü. Bildiri, yazma bulamamalarının paylaşımlı bellekli çok işlemcilerde yol açtığı beklemeleri ele aldı ve iki düzenek önerdi. Birincisi, özel ve öngörüye dayalı değerleri doğrudan L1 önbelleğine yerleştirerek yazma işlemleri için ayrılan ara belleğin kapasite sınırını ortadan kaldırıyordu; ikincisi, sıralama kısıtlarını tek tek erişimler yerine iri taneli erişim dizileri üzerinde uygulayarak sıralamadan doğan beklemeleri gideriyordu. Tam sistem benzetiminde bu düzenekler, ardışık erişim sıralamasında ortalama yüzde 32, SPARC'ın TSO modelinde yüzde 22, RMO modelinde yüzde 9 başarım artışı sağladı. EPFL'nin tanıtımı, bu iki çalışmayı donanım bellek erişim sıralaması modellerinin çok işlemcili sistemlerde yüksek başarım için ne gerekli (1990'lar) ne de yeterli (on yıl sonra) olduğunu gösteren sonuçlar olarak anar ve bu sonuçların sonunda çağdaş işlemcilerde bellek engellerinin öngörüye dayalı yürütülmesine yol açtığını belirtir.
Öngörücüler ve bellekte akış
Purdue'daki öğrencisi An-Chow Lai ile birlikte, dağıtık paylaşımlı bellekte tutarlılık etkinliğini önceden kestiren öngörücüler üzerinde çalıştı. ISCA 1999'da önerilen bellek paylaşımı öngörücüleri, genel ileti öngörücülerinin doğruluk oranını yüzde 81'den yüzde 93'e çıkardı ve daha az bellek gerektirdi; bu öngörücülerle yapılan öngörüye dayalı okuma istekleri, incelenen uygulamalarda yürütme süresini yüzde 12 kısalttı. ISCA 2000'de önerilen son kullanım öngörücüleri (İngilizce: last-touch predictors), bir işlemcinin bir veri öbeğine yaptığı son erişimi, veri öbeği başka bir işlemci tarafından geçersiz kılınmadan önce kestirerek veri öbeğinin önceden geçersizleştirilmesini ve tutarlılık yükünün azaltılmasını sağlıyordu. Lai ve Cem Fide ile birlikte ISCA 2001'de sunduğu ölü veri öbeği öngörücüleri (İngilizce: dead-block predictors), L1 veri önbelleğindeki bir veri öbeğinin ne zaman çıkarılabilir duruma geldiğini kestiriyor; bu öngörücülere dayanan önceden getirme düzenekleri, getirilen veriyi ayrı bir ara belleğe gerek kalmadan doğrudan L1 önbelleğine koyabiliyordu.
Carnegie Mellon'da Thomas Wenisch, Stephen Somogyi, Nikos Hardavellas, Jangwoo Kim ve Ailamaki ile birlikte zamansal akış (İngilizce: temporal streaming) yöntemini geliştirdi. ISCA 2005'te sunulan yöntem, paylaşımlı adres gruplarının birlikte ve aynı sırayla erişilme eğiliminden ve yakın zamanda erişilen adres dizilerinin yinelenme eğiliminden yararlanarak veriyi işlemciye erişimden önce aktarıyordu. Bildiriye göre yöntem bilimsel uygulamalardaki tutarlılık kaynaklı okuma bulamamalarının yüzde 98'ini, veritabanı ve örün sunucusu iş yüklerindekilerin yüzde 43 ile 60'ını ortadan kaldırdı. Ertesi yıl Somogyi, Wenisch, Ailamaki ve Moshovos ile birlikte önerilen uzamsal bellek akışı (İngilizce: spatial memory streaming, SMS), ticari iş yüklerinde bellek erişimlerinin birkaç kilobaytlık bölgelere yayılan ve koda bağlı olarak yinelenen düzenler oluşturduğunu gösterdi. Bu düzenleri tanıyıp öngörülen veri öbeklerini talepten önce birincil önbelleğe getiren teknik, ortalama olarak L1 bulamamalarının yüzde 58'ini ve yonga dışı bulamamaların yüzde 65'ini öngördü ve başarımı ortalama yüzde 37 artırdı. Michael Ferdman ve Cansu Kaynak ile birlikte MICRO 2011'de önerdiği öngörülü buyruk getirme (İngilizce: proactive instruction fetch), buyruk çalışma kümesi L1 buyruk önbelleğine sığmayan sunucu iş yüklerinde buyruk getirmeden doğan beklemeleri azaltmayı amaçlıyordu. Wenisch ile birlikte donanımda önceden getirme tekniklerini derleyen A Primer on Hardware Prefetching adlı kitabı 2014'te yayımladı.
EPFL'nin ve EcoCloud'un tanıtımlarına göre zamansal bellek akışı IBM'in Blue Gene/P ve Blue Gene/Q sistemlerine, uzamsal bellek akışı ARM çekirdeklerine girmiştir. SIGARCH'ın 2025 tarihli duyurusu da uzamsal ve zamansal bellek akışının buluşunu, ARM çekirdeklerinde yer alan SMS önceden getiricileriyle birlikte, Falsafi'nin katkıları arasında sayar.
Enerji verimli bellek sistemleri
Purdue'daki ICALP projesi kapsamında, önbellek belleklerindeki sızıntının azaltılması üzerinde çalıştı. Michael Powell, Se-Hyun Yang, Kaushik Roy ve Vijaykumar ile birlikte 2000'de önerilen gated-Vdd tekniği, kullanılmayan SRAM hücrelerinin besleme gerilimini keserek derin mikrometre altı teknolojilerde sızıntı enerjisini düşürüyordu; boyutu değiştirilebilen bir önbellek mimarisiyle birlikte kullanıldığında buyruk önbelleğinin enerji ile gecikme çarpımını yüzde 62 azalttı. Moshovos, Gokhan Memik ve Alok Choudhary ile birlikte HPCA 2001'de sunduğu JETTY, veriyolu tabanlı simetrik çok işlemcili sunucularda gözetleme isteklerinin harcadığı enerjiyi azaltmak için her işlemcinin L2 önbelleğinin önüne konan küçük, önbelleğe benzer bir yapıydı. Bildiriye göre küçük bir JETTY, yerel önbellekte kopya bulamayacak gözetleme kaynaklı etiket erişimlerinin ortalama yüzde 74'ünü süzdü ve L2 erişimlerinin enerjisini ortalama yüzde 29 azalttı; tutarlılık protokolünde değişiklik gerektirmiyor, başarım kaybına yol açmıyordu. Güç tüketimini gözeten bilgisayar sistemleri üzerine PACS çalıştayının ve ağ tabanlı koşut hesaplama üzerine CANPC 2000 çalıştayının bildiri kitaplarının editörlerinden biridir.
Benzetim ve başarım ölçümü
Roland Wunderlich, Wenisch ve James Hoe ile birlikte ISCA 2003'te sunduğu SMARTS (İngilizce: Sampling Microarchitecture Simulation), yazılım tabanlı mikromimari benzetimliklerinin benzettikleri donanımdan kat kat yavaş olması sorununa istatistiksel örneklemeyle yanıt verdi. Yöntem, sınama programlarının yalnız istatistiksel olarak seçilmiş küçük bir bölümünü ayrıntılı benzetimle ölçüyor ve tahminin güven düzeyini baştan belirlemeye olanak veriyordu. SPEC CPU2000 programlarında çevrim başına buyruk ve buyruk başına enerji, program başına 50 milyondan az buyruk ölçülerek yüzde 99,7 güvenle ±%3 içinde kestirilebildi; gerçekleştirimin ortalama hatası çevrim başına buyrukta yüzde 0,64 oldu ve benzetim ayrıntılı benzetime göre ortalama 35 ile 60 kat hızlandı. 2006'da IEEE Microda yayımlanan SimFlex çalışmasına göre, çok işlemcili sistemlerin zamanlama açısından doğru tam sistem benzetimi mimarinin ve uygulamaların karmaşıklığı yüzünden yıllar sürebilir; istatistiksel örnekleme bu süreyi on bin kat kısaltır ve bin yollu koşut benzetime olanak verir. Wenisch ve arkadaşları, çok işlemcili sunucu iş yüklerinde iş parçacıkları işletim sisteminde döngüde beklediği için çevrim başına buyruk sayısının yanıltıcı olduğunu, buna karşılık kullanıcı kipinde çevrim başına yürütülen buyruk sayısının (U-IPC) sunucunun işlem hacmiyle orantılı olduğunu gösterdi; böylece benzetimde işlem hacmi için güvenilir bir mikromimari ölçüt elde edildi.
Grubun bugün sürdürdüğü QFlex, QEMU tabanlı, ARM ve RISC-V buyruk kümelerini destekleyen, çok düğümlü bilgisayar sistemlerinin hızlı ve esnek benzetimi için geliştirilen açık kaynaklı bir araç ailesidir. 19 Ekim 2025'te yayımlanan 3.0 sürümü, istatistiksel örneklemeyi ve yeniden kullanılabilir denetim noktalarını birinci sınıf olarak destekleyen ilk tam sistem benzetimliği olarak tanıtılmıştır; ayrıntılı benzetimde geçen süreyi bin kat azaltır.
Güvenilir sunucular
Carnegie Mellon'da sunucuların güvenilirliği üzerinde de çalıştı. Jared Smolens, Brian Gold, Jangwoo Kim, Hoe ve Andreas Nowatzyk ile birlikte ASPLOS 2004'te önerdiği parmak izi (İngilizce: fingerprinting) tekniği, aynı programı eş zamanlı yürüten iki işlemci arasındaki farkları yakalamak için her işlemcinin yürütme geçmişini karma tabanlı bir imzada özetliyordu. İmzaların karşılaştırılması hatanın ortaya çıkma gecikmesini sınırlıyor ve denetim için gereken işlemciler arası bant genişliğini büyük ölçüde azaltıyordu. Carnegie Mellon'da geliştirilen TRUSS (İngilizce: Total Reliability Using Scalable Servers) mimarisi ise ana bilgisayarlardaki güvenilirlik düzeyini sıradan sunuculara taşımayı amaçlıyordu. Dağıtık paylaşımlı belleğe dayanan sistem, hesaplamayı ve bellekte saklanan veriyi yedekleyerek tek bir noktadaki geçici ya da kalıcı arızayı saptayıp gideriyor, uygulamalarda değişiklik gerektirmiyordu.
Sunucu mimarisi ve karanlık silisyum
Google'ın Oregon'daki The Dalles veri merkezi (2011)
Hardavellas, Ferdman ve Ailamaki ile birlikte ISCA 2009'da sunduğu Reactive NUCA (R-NUCA), çok çekirdekli işlemcilerin son düzey önbelleği için dağıtık bir tasarımdı. Sunucu ve bilimsel iş yüklerinin önbellek erişimlerinin farklı yerleştirme politikalarına uygun sınıflara ayrılabildiği gözlemine dayanan tasarım, her erişimin sınıfına göre bloğu önbellekte uygun yere yerleştiriyor, bunun için işletim sistemiyle birlikte çalışıyordu. İncelenen iş yüklerinde R-NUCA her iş yükü için en iyi önbellek tasarımıyla aynı başarıma ulaştı, rakip tasarımlara göre başarımı ortalama yüzde 14 artırdı ve ideal bir önbelleğin yüzde 5 yakınında kaldı.
Aynı ekiple 2011'de IEEE Micro dergisinde yayımladığı "Toward Dark Silicon in Servers" makalesi, sunucu yongalarının birkaç on ile birkaç yüz çekirdeğin ötesine ölçeklenemeyeceğini ve gelecekteki teknolojilerde yonganın giderek büyüyen bir bölümünün güç sınırları yüzünden çalıştırılamayan karanlık silisyuma dönüşeceğini savundu. Makaleye göre özelleşmiş çok çekirdekli işlemciler, bu kullanılmayan alanı değerlendirerek aynı bant genişliği ve güç sınırları içinde çok daha yüksek başarım sağlayabilirdi.
Ferdman'ın ilk yazarı olduğu ve ASPLOS 2012'de en iyi makale ödülünü alan "Clearing the Clouds" bildirisi, bulut hizmetlerindeki yatay ölçeklenen (İngilizce: scale-out) iş yüklerini dönemin sunucu donanımında inceledi. Çalışmaya göre bu iş yüklerinin buyruk çalışma kümeleri, sunucu yazılım yığınlarının derinliği yüzünden buyruk getirmede darboğaz oluşturuyordu; buyruk düzeyinde koşutlukları ve bellek düzeyinde koşutlukları düşüktü; veri çalışma kümeleri yonga üzerindeki bellekten kat kat büyüktü ve iş parçacığı başına bellek trafiği azdı. Bu özellikler, bir soket başına 12 MB son düzey önbellekle donatılmış, buyruk düzeyinde koşutluğa göre tasarlanmış masaüstü x86 çekirdeklerinden oluşan dönemin sunucularıyla uyuşmuyordu. Bildiri, veri merkezi sistemlerinin başarımını ve verimliliğini ölçmek için açık kaynaklı sınama programı takımı CloudSuite'in ilk sürümünü de tanıttı. Intel araştırmacıları sonraki yıllarda CloudSuite üzerine makaleler yayımladı, Google da takımın PerfKit Benchmarker aracına eklenmesini destekledi. CloudSuite'in 4.0 sürümü, veri önbellekleme, veri sunma, ortam akışı, örün araması, örün sunma ve çeşitli veri çözümleme iş yüklerinden oluşan sekiz sınama programı içerir. Bildiri 2023'te ASPLOS Etkili Bildiri Ödülü'nü aldı.
Bu bulgulardan yola çıkan "Scale-out processors" bildirisi (ISCA 2012), başarım yoğunluğu ölçütüne dayanarak tasarlanan ve pod adı verilen yapı taşlarından kurulan sunucu işlemcileri önerdi. Her pod, birkaç çekirdeği hızlı bir bağlantı ağıyla küçük bir son düzey önbelleğe bağlayan, kendi başına eksiksiz bir sunucuydu; podların yonga alanını dolduracak biçimde yinelenmesi, podlar arasında küresel bağlantı ağına ve tutarlılığa gerek bırakmadan yonga başına işlem hacmini en yükseğe çıkarıyordu. Bildiriye göre 20 nm teknolojisinde bu yongalar işlem hacmini geleneksel tasarımlara göre 5-6,5 kat, karolu tasarımlara göre 1,6-1,9 kat artırıyordu. Falsafi, Ferdman ve Boris Grot'un 2024'te IEEE Microda yayımladığı değerlendirme yazısına göre Cavium'un ilk kuşak ThunderX sunucu işlemcisi bu yonga düzenini izledi. EPFL'nin 2023 tarihli haberi de Cavium'un 2014'te çıkan ARM tabanlı ThunderX işlemcisinin bildirinin bulgularını izlediğini belirtir.
Dolap ölçeğinde sistemler ve uzaktan yordam çağrıları
EPFL'deki grubu 2010'ların ortasından sonra, veri merkezlerinde birçok sunucuya dağıtılmış bellek içi uygulamaların haberleşme gecikmesi üzerinde çalıştı. ASPLOS 2014'te Stanko Novakovic, Alexandros Daglis, Edouard Bugnion ve Grot ile birlikte önerilen Scale-Out NUMA (soNUMA), RDMA'dan esinlenen bir programlama modelini doğrudan bir NUMA bellek dokusunun üzerine kuran bir mimari, programlama modeli ve haberleşme protokolüydü. Düğümün tutarlılık hiyerarşisine eklenen uzak bellek denetleyicisi sayesinde uzak okumalar yerel DRAM gecikmesinin dört katı içinde kalıyor, çekirdek başına saniyede on milyona kadar uzak bellek işlemi yapılabiliyordu. Grubun ISCA 2017'de sunduğu Mondrian Data Engine, veri çözümleme iş yükleri için belleğe yakın işleme mimarisini inceledi.
Yazılımın mikro hizmetlere bölünmesiyle yalnız birkaç mikrosaniye süren uzaktan yordam çağrılarının (RPC) yaygınlaşması, grubun sonraki çalışmalarının konusunu oluşturdu. ISCA 2020'de sunulan NEBULA mimarisi, ağ ara belleklerini son düzey önbellek içinde yöneterek bellek denetleyicilerindeki kuyruklanmayı azaltıyor, gelen çağrıları doğrudan çekirdeklerin L1 önbelleklerine yönlendiriyordu; bir anahtar-değer deposunun işlem hacmini en yavaş isteklerin gecikme hedeflerini koruyarak 1,25-2,19 kat artırdı. ASPLOS 2020'de sunulan Optimus Prime, mikro hizmetler arasında iletilerin iç biçimlere dönüştürülmesi işini hızlandıran programlanabilir bir hızlandırıcıydı; ağ arayüzü kartlarının hat hızına ulaşıyor, yazılıma göre yaklaşık 60 kat daha yüksek işlem hacmi sağlıyordu. EPFL'nin tanıtımı, grubun bu alandaki çalışmalarını ağ bant genişliğinin mantık yoğunluğundan hızlı büyümesinin yol açtığı "veri merkezi vergisi"ni azaltma çabası olarak tanıtır ve Google'ın 2022'de kendi veri dönüştürme hızlandırıcısını geliştirdiğini belirtir. HPCA 2023'te sunulan AstriFlash, flaş belleği DRAM ile nanosaniye ölçeğinde ek yükle birleştiren bir donanım ve yazılım ortak tasarımıydı; yalnız DRAM kullanan bir sistemin işlem hacminin yüzde 95'ine ulaşırken bellek maliyetini 20 kat düşürüyordu.
Sanal bellek: Midgard
Grubun ISCA 2021'de sunduğu Midgard, sanal ve fiziksel adres uzayları arasına, işletim sisteminin sanal bellek alanı kavramına dayanan ara bir adres uzayı yerleştirdi. Sanaldan Midgard'a çeviri, TLB hiyerarşilerinden çok daha küçük donanım yapılarıyla yapılıyor; maliyetli Midgard'dan fiziksele çeviri yalnız son düzey önbellekte bulamama olduğunda gerekiyordu. Bildiriye göre 16 MB'lık toplam son düzey önbellekle Midgard'ın adres çevirisi yükü, 4 KB'lık sayfalarda geleneksel TLB hiyerarşilerinden yalnız yüzde 5 fazlaydı. EPFL'nin 2025 tarihli haberi, Midgard'ı EPFL'de o güne dek yürütülen en büyük bilgisayar sistemleri projesi olarak tanıtır. Falsafi'nin beş yıl önce kurduğu uluslararası ekip, sunucularda sanal belleği yeniden tasarladı; proje bir dizi yayın, laboratuvar içinde bir gösterim sistemi ve Intel'de bir sunum ortaya çıkardı. Haberde Falsafi, bir sonraki adımın bir dolap dolusu sunucunun tek bir bilgisayar gibi davrandığı dolap ölçeğinde bilişim olduğunu söyler. Projede EPFL'nin yanında Edinburgh Üniversitesi ve Yale Üniversitesi'nden araştırmacılar yer aldı; proje kısmen Intel tarafından desteklendi.
Makine öğrenimi için donanım
Grubun ColTraIn projesi, derin sinir ağlarının eğitimi ile çıkarımının veri merkezlerinde aynı hızlandırıcıda birlikte yürütülmesini hedefler. Projenin ilk adımı olan karma blok kayan nokta (İngilizce: Hybrid Block Floating Point, HBFP) biçimi, işlemlerin büyük çoğunluğunda sabit noktaya benzer yoğun bir aritmetik kullanarak doğruluk kaybı olmadan eğitim yapılmasını sağlar. MICRO 2021'de sunulan Equinox, yük dalgalanmaları yüzünden çoğu zaman boşta kalan çıkarım hızlandırıcılarının boş çevrimlerinde eğitim işlerinin yürütülebileceğini gösterdi.
Veri merkezlerinde enerji ve sürdürülebilirlik
Falsafi'ye göre EcoCloud 2011'de kurulduğunda amaç veri merkezlerinin enerji kullanımını ve karbon salımını azaltmaktı. EcoCloud, İsviçre Veri Merkezi Verimliliği Derneği'nin üyeleri arasında yer aldı; dernek, digitalswitzerland ve Hewlett Packard Enterprise'ın öncülüğünde kuruldu ve İsviçre Federal Enerji Dairesi'nin SwissEnergy programından destek aldı. Dernek, Ocak 2020'de veri merkezleri için bronz, gümüş ve altın düzeyleri olan bir enerji verimliliği belgelendirme sistemi başlattı; sistem, binanın ve bilişim donanımının enerji verimliliğinin yanında kullanılan enerjinin kaynağını ve atık ısının geri kazanımını da hesaba katar. Falsafi derneğin başkanıdır. 2024'te derneğin veri merkezlerinin enerji akışını, bilişim verimliliğini ve salımlarını ölçen üç hesaplayıcı içeren bir platform geliştirdiğini anlattı.
Falsafi, Ferdman ve Grot'un 2024 tarihli değerlendirme yazısı, Moore yasasının yavaşlamasıyla birlikte sunucu işlemcilerinin ve grafik işlemcilerinin soğutma tasarım gücünün hızla arttığını, bunun veri merkezlerinin büyümesi ve çevresel etkisi açısından sonuçları olduğunu vurgular; yazıya göre Moore sonrası sunucular, algoritmalardan donanıma kadar bütün hesaplama yığınının baştan tasarlanmasını gerektirir. Grubun Cloud-Native Server Architecture projesi, bulut iş yükleri için birim alan ve birim güç başına başarımı en yükseğe çıkaran işlemci mimarileri üzerinde çalışır; proje Microsoft Research ve İsviçre Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir. Falsafi 2026'da ISCA'da yapay zekâ dönemi sunucularının enerji sorunlarını ele alan bir çağrılı konuşma yaptı; daha önce HPCA 2022'de ve 2020'deki ICS konferansında da çağrılı konuşmacıydı.
Mesleki hizmetleri
Falsafi, 2015-2019 arasında ACM SIGARCH'ın Yönetim Kurulu üyesiydi ve 2018'de ISCA'nın program başkanlığını yaptı. 2019 seçimlerinin ardından SIGARCH'ın başkanı oldu; aynı seçimde Natalie Enright Jerger başkan yardımcısı, Karin Strauss sayman seçildi. 2019'daki adaylık açıklamasında, yönetim kurulundaki dönemi boyunca bir iletişim ekibi kurup yönettiğini, bu ekibin Computer Architecture Today adlı blogu, sosyal medya hesaplarını, bir YouTube kanalını ve yeni bir web sitesi ile bülteni başlattığını yazmıştı. 2023'te SIGARCH'ın 50. yılı için eski başkanlardan David A. Wood ile birlikte bir yazı kaleme aldı. Bugün SIGARCH yürütme kurulunda önceki başkan olarak yer alır.
Michael Ferdman ile birlikte, 28 Şubat-4 Mart 2022'de Lozan'da düzenlenen ASPLOS 2022'nin genel başkanlığını yaptı; aynı dönemde konferansın yönlendirme komitesinin üyesiydi. Avrupa'daki yüksek başarımlı bilgisayar mimarisi araştırmacılarını bir araya getiren HiPEAC ağının üyesidir.
Konferanslardaki bildiri sayıları
Falsafi'nin bilgisayar mimarisinin başlıca konferanslarındaki bildiri sayıları, ISCA, MICRO ve HPCA'nın En Çok Yayın Yapanlar Listeleri'nde (İngilizce: Hall of Fame) ve dblp kayıtlarında izlenebilir. ISCA'nın listesinde 24 bildiriyle beşinci sıradadır. MICRO'nun listesinde 19 bildiriyle Tor M. Aamodt, Trevor Mudge ve Mateo Valero ile birlikte 16. sıradadır. HPCA'nın listesinde 10 bildiriyle yer alır. dblp kayıtlarına göre, konferansla birlikte düzenlenen çalıştayların bildirileri ve editörlük kayıtları dışarıda bırakıldığında ASPLOS'ta 11 bildirisi vardır.
Falsafi'nin bilgisayar mimarisi konferanslarındaki bildiri sayıları
Matematik Soyağacı Projesi, Falsafi'nin danışmanlığında doktorasını tamamlamış 22 öğrenciyi listeler. Bunların ilki 2002'de Purdue'da doktorasını alan An-Chow Lai'dir; Carnegie Mellon'da 2003-2013 arasında Se-Hyun Yang, Thomas Wenisch, Jangwoo Kim, Brian Gold, Nikos Hardavellas, Stephen Somogyi, Michael Ferdman ve Evangelos Vlachos, EPFL'de 2013-2023 arasında Pejman Lotfi-Kamran, Sotiria Fytraki, Djordje Jevdjic, Cansu Kaynak, Onur Koçberber, Stavros Volos, Stanko Novakovic, Javier Picorel, Alexandros Daglis, Mario Drumond, Arash Pourhabibi, Mark Sutherland ve Siddharth Gupta doktoralarını tamamladı. EPFL'nin kişi dizini, Falsafi'nin sayfasında 2013-2026 arasında tamamlanan 19 doktora tezini listeler. 1999'da Purdue'daki lisansüstü öğrencileri arasında An-Chow Lai, Cem Fide, Chris Gniady ve Se-Hyun Yang vardı; Mike Shuey'e Vijaykumar ile birlikte danışmanlık yapıyordu.
IEEE'nin 2012'de Fellow seçilenler listesindeki gerekçe, çok işlemcili mimariye ve bellek sistemlerine katkılarıdır. ACM'nin 8 Aralık 2015'te 42 yeni Fellow'u duyurduğu açıklamadaki gerekçe ise çok işlemcili sistemlerin ve bellek mimarisinin tasarımına ve değerlendirilmesine katkılarıdır.
Seçilmiş yayınları
B. Falsafi, D. A. Wood, "Reactive NUMA: a design for unifying S-COMA and CC-NUMA", ISCA 1997, s. 229-240.
C. Gniady, B. Falsafi, T. N. Vijaykumar, "Is SC + ILP = RC?", ISCA 1999, s. 162-171.
M. Powell, S.-H. Yang, B. Falsafi, K. Roy, T. N. Vijaykumar, "Gated-Vdd: a circuit technique to reduce leakage in deep-submicron cache memories", ISLPED 2000, s. 90-95.
A.-C. Lai, C. Fide, B. Falsafi, "Dead-block prediction & dead-block correlating prefetchers", ISCA 2001, s. 144-154.
A. Moshovos, G. Memik, B. Falsafi, A. Choudhary, "JETTY: filtering snoops for reduced energy consumption in SMP servers", HPCA 2001, s. 85-96.
R. E. Wunderlich, T. F. Wenisch, B. Falsafi, J. C. Hoe, "SMARTS: accelerating microarchitecture simulation via rigorous statistical sampling", ISCA 2003, s. 84-95.
S. Somogyi, T. F. Wenisch, A. Ailamaki, B. Falsafi, A. Moshovos, "Spatial Memory Streaming", ISCA 2006, s. 252-263.
N. Hardavellas, M. Ferdman, B. Falsafi, A. Ailamaki, "Reactive NUCA: near-optimal block placement and replication in distributed caches", ISCA 2009, s. 184-195.
N. Hardavellas, M. Ferdman, B. Falsafi, A. Ailamaki, "Toward Dark Silicon in Servers", IEEE Micro 31(4), 2011, s. 6-15.
P. Lotfi-Kamran ve diğerleri, "Scale-out processors", ISCA 2012, s. 500-511.
B. Falsafi, T. F. Wenisch, A Primer on Hardware Prefetching, Synthesis Lectures on Computer Architecture, 2014.
S. Gupta ve diğerleri, "Rebooting Virtual Memory with Midgard", ISCA 2021, s. 512-525.
Kaynakça
1234567"Babak Falsafi" (İngilizce). École Polytechnique Fédérale de Lausanne. 16 Şubat 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2026.
12SIGARCH Executive Committee (3 Temmuz 2019). "Farewell and Passing the Torch" (İngilizce). ACM SIGARCH. 1 Ekim 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2026.
12"Falsafi, B. (Babak)" (İngilizce). Library of Congress Name Authority File. 12 Aralık 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2026.
12"Babak Falsafi" (İngilizce). Mathematics Genealogy Project. Erişim tarihi: 30 Eylül 2026.Arşivlenmesi gereken bağlantıya sahip kaynak şablonu içeren maddeler (link)
↑Wood, David A.; Chandra, Satish; Falsafi, Babak; ve diğerleri. (1993). Mechanisms for Cooperative Shared Memory. ISCA 1993. ss.156-167. doi:10.1109/ISCA.1993.698554.
↑Schoinas, Ioannis; Falsafi, Babak; Lebeck, Alvin R.; ve diğerleri. (1994). Fine-grain access control for distributed shared memory. ASPLOS VI. ss.297-306. doi:10.1145/195473.195575.
↑Mukherjee, Shubhendu S.; Falsafi, Babak; Hill, Mark D.; Wood, David A. (1996). Coherent network interfaces for fine-grain communication. ISCA 1996. ss.247-258. doi:10.1145/232973.232999.
↑Falsafi, Babak; Wenisch, Thomas F. (2014). A Primer on Hardware Prefetching (İngilizce). Springer. doi:10.1007/978-3-031-01743-8.
↑Powell, Michael; Yang, Se-Hyun; Falsafi, Babak; Roy, Kaushik; Vijaykumar, T. N. (2000). Gated-Vdd: a circuit technique to reduce leakage in deep-submicron cache memories. ISLPED 2000. ss.90-95. doi:10.1145/344166.344526.
↑Moshovos, Andreas; Memik, Gokhan; Falsafi, Babak; Choudhary, Alok (2001). JETTY: filtering snoops for reduced energy consumption in SMP servers. HPCA 2001. ss.85-96. doi:10.1109/HPCA.2001.903254.
123"Babak Falsafi" (İngilizce). dblp. 7 Mart 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2026.
↑Wunderlich, Roland E.; Wenisch, Thomas F.; Falsafi, Babak; Hoe, James C. (2003). SMARTS: accelerating microarchitecture simulation via rigorous statistical sampling. ISCA 2003. ss.84-95. doi:10.1145/859618.859629.
↑Wenisch, Thomas F.; Wunderlich, Roland E.; Ferdman, Michael; ve diğerleri. (2006). "SimFlex: Statistical Sampling of Computer System Simulation". IEEE Micro. 26 (4). ss.18-31. doi:10.1109/MM.2006.79.
1234Falsafi, Babak; Ferdman, Michael; Grot, Boris (2024). "Server Architecture From Enterprise to Post-Moore". IEEE Micro. 44 (5). ss.65-73. doi:10.1109/MM.2024.3418975.
↑Smolens, Jared C.; Gold, Brian T.; Kim, Jangwoo; ve diğerleri. (2004). Fingerprinting: bounding soft-error detection latency and bandwidth. ASPLOS XI. ss.224-234. doi:10.1145/1024393.1024420.
↑Gold, Brian T.; Kim, Jangwoo; Smolens, Jared C.; ve diğerleri. (2005). "TRUSS: A Reliable, Scalable Server Architecture". IEEE Micro. 25 (6). ss.51-59. doi:10.1109/MM.2005.122.
↑Ferdman, Michael; Adileh, Almutaz; Kocberber, Onur; ve diğerleri. (2012). Clearing the clouds: a study of emerging scale-out workloads on modern hardware. ASPLOS XVII. ss.37-48. doi:10.1145/2150976.2150982.
↑Novakovic, Stanko; Daglis, Alexandros; Bugnion, Edouard; Falsafi, Babak; Grot, Boris (2014). Scale-out NUMA. ASPLOS XIX. ss.3-18. doi:10.1145/2541940.2541965.
↑Drumond, Mario; Daglis, Alexandros; Mirzadeh, Nooshin; ve diğerleri. (2017). The Mondrian Data Engine. ISCA 2017. ss.639-651. doi:10.1145/3079856.3080233.
↑Sutherland, Mark; Gupta, Siddharth; Falsafi, Babak; ve diğerleri. (2020). The NEBULA RPC-Optimized Architecture. ISCA 2020. ss.199-212. doi:10.1109/ISCA45697.2020.00027.
↑Pourhabibi, Arash; Gupta, Siddharth; Kassir, Hussein; ve diğerleri. (2020). Optimus Prime: Accelerating Data Transformation in Servers. ASPLOS XXV. ss.1203-1216. doi:10.1145/3373376.3378501.
↑Gupta, Siddharth; Oh, Yunho; Yan, Lei; ve diğerleri. (2023). AstriFlash: A Flash-Based System for Online Services. HPCA 2023. ss.81-93. doi:10.1109/HPCA56546.2023.10070955.
İsviçre'de yerleşik
