Mark D. Hill

Person und akademischer Werdegang

Mark Donald Hill (* um 1959) ist ein US-amerikanischer Informatiker. Er studierte Informatik beziehungsweise Computeringenieurwesen an der University of Michigan und erwarb dort 1981 den Bachelor-Abschluss (B.S.E.). 1983 schloss er an der University of California, Berkeley, einen Master ab. Dort promovierte er 1987 bei David A. Patterson und Alan Jay Smith mit der Arbeit „Aspects of cache memory and instruction buffer performance“.

In Berkeley war Hill einer der Hauptwissenschaftler des SPUR-Projekts. Ziel dieses Projekts war ein Multiprozessor mit gemeinsamem Bus. Heute ist Hill John P. Morgridge (ab 2015) und Gene M. Amdahl Professor für Informatik an der University of Wisconsin-Madison. Von 2014 bis 2017 leitete er dort die Informatik-Abteilung.

Hill war außerdem als Gastwissenschaftler tätig: 1995/96 bei Sun Microsystems, 2002/03 an der Polytechnischen Universität von Katalonien, 2010 an der Columbia University, 2011 an der University of Washington und bei Advanced Micro Devices sowie 2018 bei Google. Er hält gemeinsam mit anderen 40 Patente in den USA.

Forschung und wichtige Beiträge

Hills Forschung befasst sich mit dem Entwurf von Parallelcomputern und Speichersystemen sowie mit Computersimulation und spezieller Software. Zu den zentralen Themen gehören Memory Consistency Models, also Regeln dafür, in welcher Reihenfolge Speicherzugriffe in einem Computersystem sichtbar werden, und Cache Coherence, also die Abstimmung gleicher Daten in mehreren Cache-Speichern. Weitere Schwerpunkte sind Cache-Speicher, Translation Buffer, die Seitentabellenverwaltung (Page tables), Cache-Conscious Optimizations, Transactional Memory und deterministisches Replay.

Von Hill stammt das häufig verwendete 3C-Modell für Cache-Fehlzugriffe. Die drei C stehen für „Compulsory Misses“ (erstmalige beziehungsweise notwendige Fehlzugriffe), „Capacity Misses“ (durch die begrenzte Kapazität verursachte Fehlzugriffe) und „Confliction Misses“ (durch Konflikte bei der Ablage verursachte Fehlzugriffe).

Hill war außerdem an der Entwicklung des Speicher-Konsistenzmodells „Sequential Consistency for Data-race-free programs“ beteiligt. Dieses Modell wird für die Speichermodelle in C++ und Java verwendet. Er arbeitete dabei häufig mit seinem Kollegen David A. Wood zusammen.

Für die Entwicklung und Bewertung von Speichersystemen und Parallelcomputern erhielt Hill 2019 den Eckert-Mauchly Award. Er wurde 2000 Fellow der IEEE und 2004 Fellow der Association for Computing Machinery (ACM). 2009 erhielt er den ACM SIGARCH Alan Berenbaum Distinguished Service Award. Von 1993 bis 2007 war er Direktor von ACM SIGARCH, und 1989 erhielt er einen Young Investigator Award der National Science Foundation.

Schriften und wissenschaftliche Arbeiten

Ein grundlegendes Buch Hills ist „A Primer on Memory Consistency and Cache Coherence“ (2011), das er gemeinsam mit Daniel J. Sorin und David A. Wood verfasste. Außerdem gab er mit Norman P. Jouppi und Gurindar S. Sohi „Readings in Computer Architecture“ (2000) heraus.

Zu seinen ausgewählten Aufsätzen gehören „Evaluating associativity in CPU caches“ (mit A. J. Smith, 1989), „Weak ordering-a new definition“ (mit S. V. Adve, 1990), „Cache-conscious structure layout“ (mit T. M. Chilimbi und J. R. Larus, 1999) und „Amdahl's law in the multicore era“ (mit M. R. Marty, 2008). Weitere Arbeiten behandeln die Zeitverteilung in Datenbankmanagementsystemen auf modernen Prozessoren („DBMSs on a modern processor: Where does time go?“, 1999), den Multiprozessor-Simulator GEMS („Multifacet's general execution-driven multiprocessor simulator (GEMS) toolset“, 2005), transaktionalen Speicher („LogTM: Log-based transactional memory“, 2006) und den Simulator gem5 („The gem5 simulator“, 2011).