清華大學研發(fā)出支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片 可運用于電池的小型設(shè)備

清華研發(fā)出了可支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片，這可是重大突破，隨著AI硬件熱潮的不斷翻騰，中國的半導體產(chǎn)業(yè)也迎來了難得機遇，計算機芯片是AI成功的關(guān)鍵，可支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片還只是中國科技界的一個縮影，中國要實現(xiàn)真正的科技強國，還需要一段時間。

據(jù)外媒1月24日報道，清華大學研究團隊取得重大突破，研發(fā)出支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片，可運用于使用電池的小型設(shè)備。

北京清華大學的一間辦公室中，“思考者”芯片正在處理相機數(shù)據(jù)，以尋找儲存在數(shù)據(jù)庫中的面孔。幾秒之后，同樣的芯片又在處理中文聲音指令。“思考者”可支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其獨特之處在于低能耗驅(qū)動——8節(jié)五號電池就能供應(yīng)其一年所需的電量。“思考者”可以動態(tài)調(diào)整其計算和記憶要求以滿足軟件需要。這一點是十分重要的，因為許多現(xiàn)有AI應(yīng)用——或是用于識別圖片中的目標物或是用于理解人類講話——都需要多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合。2017年12月，介紹“思考者”設(shè)計的論文發(fā)布在計算機硬件設(shè)計頂級期刊《IEEE固態(tài)電路學報》上。這對中國研究界而言，這是一個了不起的成就。而且，雖然使用現(xiàn)有的圖形處理芯片或FPGA（一種可進行動態(tài)重新配置的空白芯片）也能運行AI軟件，但是那些設(shè)計十分昂貴而且不能運用于使用電池的小型設(shè)備。這就是尹首一的團隊要開發(fā)“思考者”的原因。“思考者”可嵌入各種設(shè)備中，例如智能手機、手表、家用機器人或駐扎在偏遠地區(qū)的設(shè)備。尹首一的團隊計劃于今年3月發(fā)布第一個與“思考者”相配的產(chǎn)品。

這一芯片只是現(xiàn)在中國科技界的一個縮影。在優(yōu)化AI硬件的熱潮中，中國的半導體產(chǎn)業(yè)也迎來了難得的機會，來確立自己的地位。計算機芯片是AI成功的關(guān)鍵，所以中國需要發(fā)展自己的硬件產(chǎn)業(yè)從而成為真正的科技強國。清華大學微電子系副主任及“思考者”論文主要作者尹首一表示：“與應(yīng)對之前信息技術(shù)的變革相比，中國以最快速度跟上了這次大潮。”

即便中國已經(jīng)成為太陽電池板和智能手機制造中心，其半導體產(chǎn)業(yè)仍然落后于美國。2017年1月到9月，中國投入了1828億美元進口集成電路——同比增加13.5%。工業(yè)和信息化部2017年12月發(fā)布的《人工智能三年發(fā)展行動計劃》中，中國政府確立了2020年有能力大規(guī)模生產(chǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片的目標。

此外，中國還有其他相似的計劃也在進行。1月底，中國科學院計算機技術(shù)研究所的一支研究隊伍將和當?shù)匕雽w生產(chǎn)商合作生產(chǎn)一小批機器人使用的芯片。該芯片名為“Dadu”，擁有兩個內(nèi)核——一個用于運行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，另一個則用于控制行動。神經(jīng)內(nèi)核運行視覺算法，但不影響行動內(nèi)核規(guī)劃最佳路線或最佳取物動作。中科院網(wǎng)絡(luò)計算實驗室主任、機器人芯片項目負責人韓銀和設(shè)想了一系列應(yīng)用，包括咖啡機器人和可用手勢控制的無人機。在中國開發(fā)這種系統(tǒng)的優(yōu)勢是用戶基礎(chǔ)廣，這能使基于用戶體驗升級芯片的速度更快。

中國的集成電路產(chǎn)業(yè)也在迅速擴張，占2006年-2016年世界集成電路市場增長的58%。但據(jù)普華永道統(tǒng)計，2016年，中國在世界半導體制造能力中所占份額僅為14.2%。在2015年中國中央政府發(fā)布的制造業(yè)政策《中國制造2015》中，芯片設(shè)計和制造是政府要求的重大突破的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。

但是，中國的芯片公司發(fā)現(xiàn)他們所處的環(huán)境與孕育因特爾和英偉達的環(huán)境完全不同。SmarCo公司位于北京，專為處理錄像片段的數(shù)據(jù)中心設(shè)計AI芯片，其總裁范東睿表示，云計算占領(lǐng)了大部分市場，因此留給成品硬件的空間很少。盡管如此還是有越來越多的中國的AI公司在開發(fā)自己的硬件。地平線機器人科技有限公司特定用途集成電路設(shè)計主任馬鳳翔表示“只制造芯片的公司在未來會越來越少。”2017年12月，該公司發(fā)布了兩個計算機視覺芯片，可使汽車識別行人或幫助購物中心找到顧客流量模式。馬鳳翔說，地平線機器人不是一家芯片公司，但會為內(nèi)部產(chǎn)品設(shè)計芯片以提升性能降低生產(chǎn)成本。

現(xiàn)在，還有很多問題亟待中國芯片研究專家去解決：怎樣實現(xiàn)芯片設(shè)計的商業(yè)化，怎樣擴大規(guī)模以及怎樣引領(lǐng)一個由人工智能轉(zhuǎn)變的計算機世界。但研究人員最不缺乏的就是雄心壯志。韓銀和表示：“作為芯片研究人員，我們都有夢想。不論研究進展如何，我們將拭目以待。”