人工智能要崛起，從芯片設(shè)計開始！

作為典型的前瞻性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，人工智能得到了我國基礎(chǔ)研究最主要的支持渠道——國家自然科學(xué)基金委的持續(xù)關(guān)注和重視。自然科學(xué)基金較早地做出了前瞻部署，聚焦重點問題，資助了大批探索性研究項目，培養(yǎng)了一批基礎(chǔ)研究隊伍。

1956年在美國舉行的達特茅斯會議，探討了人工智能的發(fā)展。在這次會議中，人工智能（AI）的概念被正式提出：“讓機器能像人那樣認知、思考和學(xué)習(xí)，即用計算機模擬人的智能”。參加這次會議的科學(xué)家開始在科研領(lǐng)域致力于人工智能的發(fā)展，但受制于計算機技術(shù)的水平，當(dāng)時人工智能的進展有限。

在20世紀60年代，美國科幻小說家阿西莫夫在《紐約時報》開設(shè)專欄，對人類半個世紀后的科技生活進行預(yù)測。他預(yù)言：“到2014年，機器人有了自己存在的意義：把人類從瑣碎的家務(wù)中解放出來，人們只需頭一天晚上對機器做出設(shè)置，第二天早上就可以直接享用現(xiàn)成的美味早餐。”

我國計算機仿真與計算機集成制造專家、中國工程院院士李伯虎認為，人工智能最近60年發(fā)展可以分為三個階段：20世紀50年代至70年代，人工智能力圖模擬人類智慧，但是受過分簡單的算法、匱乏得難以應(yīng)對不確定環(huán)境的理論以及計算能力的限制，這一熱潮逐漸冷卻；20世紀80年代，人工智能的關(guān)鍵應(yīng)用——基于規(guī)則的專家系統(tǒng)得以發(fā)展，但是數(shù)據(jù)較少，難以捕捉專家的隱性知識，加之計算能力依然有限，使得人工智能不被重視；進入20世紀90年代，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法以及大數(shù)據(jù)、云計算和高性能計算等信息通信技術(shù)快速發(fā)展，人工智能進入新的快速增長時期。

李伯虎說：“當(dāng)前，正在發(fā)生重大變革的信息新環(huán)境和人類社會發(fā)展的新目標，催生人工智能技術(shù)與應(yīng)用進入了一個新階段。這一次人工智能新高潮的最大特點是企業(yè)引領(lǐng)。”

確實是這樣，在國際上，谷歌、IBM、亞馬遜等各自展開了對人工智能領(lǐng)域的研究。谷歌的人工智能程序阿爾法圍棋（AlphaGo）在圍棋領(lǐng)域的“人機大戰(zhàn)”吸引了世界的目光。在我國，阿里巴巴、華為、百度等公司在人工智能方面也各有建樹。比如，在中國，“人臉識別”這一人工智能技術(shù)已在多家公司的刷臉支付產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。

人工智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長、中國工程院院士高文表示，新一輪的人工智能浪潮由企業(yè)帶動，目前多國已關(guān)注到人工智能巨大的發(fā)展?jié)摿?，加大了對人工智能研究的資助。

在中國，“人工智能”被寫入我國“十三五”規(guī)劃綱要。在2016年5月，國家發(fā)改委、科技部、工信部及中央網(wǎng)信辦四部委聯(lián)合下發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》，要“充分發(fā)揮人工智能技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)作用，支撐各行業(yè)領(lǐng)域‘互聯(lián)網(wǎng)+’創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，培育經(jīng)濟發(fā)展新動能”。面向2030年的人工智能規(guī)劃即將出臺，中國的人工智能研究與開發(fā)將進入頂層設(shè)計后的系統(tǒng)推進階段。

中國工程院院士潘云鶴表示，我國對智能城市、智能醫(yī)療、智能交通、智能制造、無人駕駛等領(lǐng)域的研究需求與日俱增，“我國已在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了信息化，現(xiàn)在迫切需要智能化”。

此前中國工程院根據(jù)人工智能60年的發(fā)展，結(jié)合中國發(fā)展的社會需求與信息環(huán)境，提出了人工智能2.0的理念。

中國工程院高文院士表示，人工智能2.0的一個鮮明特征是實現(xiàn)“機理類腦，性能超腦”的智能感知，進而實現(xiàn)跨媒體的學(xué)習(xí)和推理，比如人工智能AlphaGo就是通過視覺感知獲得“棋感”：“它將圍棋盤面視為圖像，對16萬局人類對弈進行‘深度學(xué)習(xí)’，獲得根據(jù)局面迅速判斷的‘棋感’，并采用強化學(xué)習(xí)方法進行自我對弈3000萬盤，尋找對最后取勝的關(guān)鍵‘妙招’。”通過這種感知，AlphaGo實現(xiàn)了符號主義、連接主義、行為主義和統(tǒng)計學(xué)習(xí)“四劍合璧”，最終超越人類。

楊衛(wèi)認為，在研發(fā)活動的全鏈條——從基礎(chǔ)科學(xué)到技術(shù)及產(chǎn)品和市場中，基金委正是源頭供給者。順應(yīng)時代發(fā)展要求深入探索人工智能，不僅造福于民，更可為國家在重大研究領(lǐng)域的突破作出貢獻。

此外，為推動人工智能研究的拓展與豐富，科學(xué)基金將重點支持通信與電子學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、自動化科學(xué)與技術(shù)等分支學(xué)科之間的交叉研究，通過交叉研究孕育重大突破。

“中國人工智能的發(fā)展前景閃爍著希望的曙光，有望領(lǐng)跑世界。”楊衛(wèi)指出，在科技發(fā)展過程中，一個國家從跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越既是華麗的，又是艱難的。它需要高瞻遠矚地把握創(chuàng)新規(guī)律，認識到領(lǐng)跑特有的表現(xiàn)形式，并審時度勢選擇正確的領(lǐng)跑方向，而人工智能作為人機網(wǎng)共融的重要組成部分，和智慧數(shù)據(jù)、新物理、合成生命、量子躍遷一道，有可能成為我國科技率先實現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越的五個重要領(lǐng)域。

移動端的AI芯片在設(shè)計思路上有著本質(zhì)的區(qū)別。首先，必須保證功耗控制在一定范圍內(nèi)，換言之，必須保證很高的計算能效；為了達到這個目標，移動端AI芯片的性能必然有所損失，允許一些計算精度損失，因此可以使用一些定點數(shù)運算以及網(wǎng)絡(luò)壓縮的辦法來加速運算。

下面，將分別從服務(wù)器端芯片進行介紹。有的廠商同時具有這兩類產(chǎn)品，則不做嚴格區(qū)分。

在云端服務(wù)器這個領(lǐng)域，Nvidia的GPU已經(jīng)成為服務(wù)器不可或缺的一部分，稱其為領(lǐng)跑者毫不為過。有報告顯示，世界上目前約有3000多家AI初創(chuàng)公司，大部分都采用了Nvidia提供的硬件平臺。

資本市場對此給出了熱烈的回應(yīng)：在過去的一年中，曾經(jīng)以游戲芯片見長的Nvidia股價從十幾年的穩(wěn)居30美元迅速飆升至120美元。2017年2月10日，英偉達發(fā)布2016年第四季度的財報顯示，其營收同比增長55%，凈利潤達到了6.55億美元，同比增長216%。