重大突破！清華研發(fā)出可支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片

清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)取得重大突破，研發(fā)出支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片，可運(yùn)用于使用電池的小型設(shè)備。 　　

北京清華大學(xué)的一間辦公室中，“思考者”芯片正在處理相機(jī)數(shù)據(jù)，以尋找儲(chǔ)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(dú)特之處在于低能耗驅(qū)動(dòng)——8節(jié)五號(hào)電池就能供應(yīng)其一年所需的電量�！八伎颊摺笨梢詣�(dòng)態(tài)調(diào)整其計(jì)算和記憶要求以滿足軟件需要。這一點(diǎn)是十分重要的，因?yàn)樵S多現(xiàn)有AI應(yīng)用——或是用于識(shí)別圖片中的目標(biāo)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(jì)的論文發(fā)布在計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)頂級(jí)期刊《IEEE固態(tài)電路學(xué)報(bào)》上。這對中國研究界而言，這是一個(gè)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(jìn)行動(dòng)態(tài)重新配置的空白芯片)也能運(yùn)行AI軟件，但是那些設(shè)計(jì)十分昂貴而且不能運(yùn)用于使用電池的小型設(shè)備。這就是尹首一的團(tuán)隊(duì)要開發(fā)“思考者”的原因�！八伎颊摺笨汕度敫鞣N設(shè)備中，例如智能手機(jī)、手表、家用機(jī)器人或駐扎在偏遠(yuǎn)地區(qū)的設(shè)備。尹首一的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃于今年3月發(fā)布第一個(gè)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(gè)縮影。在優(yōu)化AI硬件的熱潮中，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也迎來了難得的機(jī)會(huì)，來確立自己的地位。計(jì)算機(jī)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(qiáng)國。清華大學(xué)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，中國以較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(jī)制造中心，其半導(dǎo)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(jìn)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(dòng)計(jì)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(biāo)。 　　

此外，中國還有其他相似的計(jì)劃也在進(jìn)行。1月底，中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)研究所的一支研究隊(duì)伍將和當(dāng)?shù)匕雽?dǎo)體生產(chǎn)商合作生產(chǎn)一小批機(jī)器人使用的芯片。該芯片名為“Dadu”，擁有兩個(gè)內(nèi)核——一個(gè)用于運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)則用于控制行動(dòng)。神經(jīng)內(nèi)核運(yùn)行視覺算法，但不影響行動(dòng)內(nèi)核規(guī)劃較佳路線或較佳取物動(dòng)作。中科院網(wǎng)絡(luò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室主任、機(jī)器人芯片項(xiàng)目負(fù)責(zé)人韓銀和設(shè)想了一系列應(yīng)用，包括咖啡機(jī)器人和可用手勢控制的無人機(jī)。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(yàn)升級(jí)芯片的速度更快。 　　

中國的集成電路產(chǎn)業(yè)也在迅速擴(kuò)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(jì)，2016年，中國在世界半導(dǎo)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(jì)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(dá)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(jì)AI芯片，其總裁范東睿表示，云計(jì)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(jī)器人科技有限公司特定用途集成電路設(shè)計(jì)主任馬鳳翔表示“只制造芯片的公司在未來會(huì)越來越少�！�2017年12月，該公司發(fā)布了兩個(gè)計(jì)算機(jī)視覺芯片，可使汽車識(shí)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(jī)器人不是一家芯片公司，但會(huì)為內(nèi)部產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)的商業(yè)化，怎樣擴(kuò)大規(guī)模以及怎樣引領(lǐng)一個(gè)由人工智能轉(zhuǎn)變的計(jì)算機(jī)世界。但研究人員較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(jìn)展如何，我們將拭目以待�！�

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