开启人工智能的“寒武纪”——探秘中国科学院计算技术研究所深度神经网络处理器

　　寒武纪是地球生命大爆发的年代，从那时起，地球进入了生命的新纪元。中国科学院计算技术研究所陈云霁、陈天石课题组把他们研制的“深度学习处理器”命名为“寒武纪”，就是希望这世界上第一款模拟人类神经元和突触进行深度学习的处理器，能开启人工智能的新纪元。日前，记者采访了陈天石研究员，一探“寒武纪”的真面目。

　　更类似人脑的“寒武纪”

　　“现在最红的人工智能可能要算AlphaGo（阿尔法狗），很多人都问我‘寒武纪’和‘阿尔法狗’有什么区别？”陈天石笑了笑说：“这是两个完全不同的概念，就像鸡同鸭比。如果硬要比的话，或许可以说，如果未来能把阿尔法狗的芯片换成寒武纪，那么一个小盒子就能装下了。”

　　据报道，阿尔法狗能战胜围棋高手李世石，使用了约170个图形处理器和1200个中央处理器。陈天石解释说，深度学习的基本操作是神经元和突触的处理，而阿尔法狗使用的传统处理器是在通用计算上发展起来的，其基本操作为算术操作和逻辑操作，往往需要数百甚至上千条指令才能完成一个神经元的处理。“简单地说，它是沿着一个比较复杂的方程一步一步往下运算。告诉任何人这个方程，你一步一步算下去，都能战胜李世石。只不过阿尔法狗的‘脑子’多，运算速度更快。”陈天石说。

　　而“寒武纪”芯片执行的是一种与通用计算完全不同的指令集——电脑语“DianNaoYu”。所谓指令集就是电脑“语言”，其直接面对大规模神经元和突触的处理，一条指令即可完成一组神经元的处理。模拟实验表明，“寒武纪”相对于传统的执行x86指令集的芯片，有两个数量级的性能提升。

　　与传统的通用计算指令集相比，“电脑语”显然更类似人类大脑的学习方式，因此有人将其称为“下一代人工智能技术”。但陈天石表示，“寒武纪”不是代替中央处理器的颠覆式革命。从目前的情况来看，它更像是一款针对智能认知等应用的专用芯片，“我们的优势主要集中在人脸识别、声音识别等人工智能方面。比如，传统的手机或个人电脑主板上嵌入‘寒武纪’芯片后，将极大提高处理这类任务的速度，降低能耗”。

　　理想主义者的胜利

　　“寒武纪”并非横空出世。从2008年起，陈云霁、陈天石课题组就一直在这个方向上坚持着。陈天石说：“我们总习惯于和国际同类研究类比，得出自己的位置。但在这个领域，我们是第一个，实在无法比较。”

　　陈天石有理由骄傲——“寒武纪”相关工作先后获得了计算机硬件领域顶级会议的最佳论文奖；国际计算机学会通讯将“寒武纪1号”评选为2014年计算机领域20个研究焦点之一；“电脑语”被计算机体系结构领域顶级国际会议ISCA2016接收，其评分在近300篇投稿中排名第一，就在该次会议上，提交的近1/6的论文引用了“寒武纪”的工作进行深度学习处理器探索。