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GAITC 2016 演讲实录丨陈天石：支撑智能时代的芯片

发布时间：2015-05-11

支撑智能时代的芯片

The Chips Supporting the Era of Intelligence


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陈天石

寒武纪科技创始人及首席执行官


以下是陈天石的演讲实录：


我今天演讲的题目是支撑智能时代的寒武纪芯片，我是寒武纪科技的创始人和首席执行官。

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首先介绍我们团队，我们的团队是源于中科院计算机研究所，也是我们中国计算机事业的摇篮，是我国首先从事计算机科学综合性学术机构。创办了联想、曙光、龙芯等等，这个行业比较知名的企业。我们寒武纪团队是长期从事智能芯片，也就是深度学习芯片这个领域的，世界知名的团队。我们早期是作为一个学术研究的团体，在相关的学术领域比较活跃。然后最近的2016年，我们也根据中科院的统一安排正式成立了寒武纪科技这样产业化的公司。我们的目的就是把寒武纪一系列的智能芯片的产业化做好。目前我们团队的成员有50多个人，其中大部分的同事都具有博士或者硕士学位。

现在言归正传。前面几位前辈同行都已经提到了，其实现在我们的智能应用，特别是深度学习应用其实已经是现在这个时代最重要的负载之一，不管是说从我们的大机器、超级计算机数据中心还是到我们的终端，未来都可能会遍布着这样一些智能处理任务，或者是深度学习应用的身影。在智能计算领域刚刚几位前辈也提到说，深度学习是我们现在最核心、最重要的一类方法之一。

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那么深度学习其实就是一类多层的大规模的人工神经网络。像我们国内很多知名大公司，科大讯飞、百度、阿里等等，也纷纷的推出了很多基于深度学习的应用，包括好多的初创公司也是围绕深度学习的领域，做出了很多很有意思的事情。

比如图像识别，人脸识别现在的识别准确度已经超过了人类。包括语音识别、机器翻译，像Google翻译或者像百度翻译，这方面已经做得很好了。再有辅助驾驶、自动驾驶，有很多人在这个领域从事创业的工作。最近一个热点就是AlphaGo，AlphaGo战胜了世界冠军。其实让普通老百姓也知道了深度学习这个事情，可能会对我们人类的整个未来都会有一定的影响。现在还有一个星际争霸这个游戏，我对这个游戏比围棋更有感情。从我的感觉上来看星际争霸这个游戏跟围棋来说，难度各有千秋，但如果把星际争霸这个游戏都能玩得比较好的话，我相信至少对于我们未来，比如说我们未来战争可能机器作为一个参谋来说的话，就会比我们人类参谋变得更加的厉害，可能以后未来的战争真的是机器指挥人，或者机器指挥机器来打仗，我觉得这是可能的。

前面提到的是一些深度学习学习的应用，但必须指出我们现在的这些深度学习成功的应用全部都是基于通用处理器，例如我们的CPU或者GPU。但是通用处理器去执行神经网络这样一个负载，或者说智能负载，效能比其实是很低的。有一个以前的老故事，五年前Google大脑项目花了1.6万个CPU，耗费七天的时间训练了猫脸识别的模型。未来我们想达到人脑量级的神经网络的话，大家很难想象我们要去堆几十万的，或者上百万个处理器芯片，仅仅为了做这个事情。另外由于芯片的能耗比较高，你很可能需要配套建一个发电厂来支持这个机房，所以听起来感觉是有一点夸张的。

所以我们必须去正视一个问题，就是通用处理器，性能和能耗的问题。CPU来说的话他在执行神经网络的时候性能不是太高。GPU现在已经有很多很好的芯片，可以在深度学习上面获得很好的性能，但必须指出他们的能耗还是太高了。所以我们通用芯片在性能和能耗，或者统一成性能功耗比这一个度量，确实还存在一定的瓶颈。我经常一个例子，就是通用芯片和专用芯片之间的关系怎么样？这个例子就是说瑞士军刀和菜刀的例子，瑞士军刀可以削水果、剪指甲，但是它每个功能的效果都不是最好的。所以当我们通用的处理器在解决一些特别重要的领域的问题，解决的不够好的时候， 我们就要考虑用一些专用的手段解决这个问题，正如大家不会用瑞士军刀切肉一样。

我们寒武纪面向神经网络的专用的数据芯片就是专门解决这个问题了，寒武纪芯片性能功耗比已经达到通用的芯片数百倍以上，而且会在未来几年中进一步的提高。另外对于我们是否需要去做专用处理器来解决深度学习这个问题，其实我们也可以回顾一下处理器行业里面历史上发展的趋势。上世纪的时候PC时代，大家发现图形渲染是比较重要的应用，一开始大家说CPU就够了，后来发现可能要有专用的图形渲染的芯片，就出现了GPU。那么实际上在智能处理这样一个领域，在智能时代这样一个重要的未来可能会到来的时代，很有可能会需要在每个终端，不管是云服务器还是到终端的计算设备上面，都会需要有像深度学习这样的专用处理器，有一个这样的芯片放在里面，不会替代以前已经有的通用芯片，但是它是专门去处理，像智能任务这些比较特殊但又极其重要的领域。

这个领域我们寒武纪是国际上的先行者，我们发布了全球首个深度学习芯片。更早些时候我们团队和Inria的合作伙伴一道在学术研究方面也取得了一些令人瞩目的成果。我们多次在处理器架构领域的顶尖的国际学术会议上发表论文，也拿到了一些奖。

寒武纪芯片是我们前段时间发布的一个东西，而且我们最近在6月份将要发布的，是一个神经网络的通用指令集。大家会知道我们在信息时代，像美国的INTEL，他们的指令集已经垄断了PC或者大部分的服务器。所以未来的智能时代我们必须特别重视处理器的指令集这个事情，如果说智能时代是构建在专用的智能处理器上面，在这个生态下面最重要就是底层的指令集。

我们发布的全球首个智能处理器的指令集，也希望去掌握这个生态底层的命脉。但是我们对这个指令集会相对采取开放的态度，不管是国内还是国外的厂商，或者说软硬件应用的厂商，都欢迎大家加入这个生态圈。过去我们的生态圈可能是需要得到美国的一些大公司的同意，但现在我们可以做以前很多做不了的事情。

在智能产业链里面分为三个层次，最底层是基础层，中间是技术层，最上面是应用层，就是说我们直接面向用户去做的一些具体的应用。我们认为三个层次就构建了未来的智能的产业链。但必须指出的是这三个层次随着层次越来越低，其实开发的门槛也是越来越高的，当然随着层次越来越低，利润也是在逐渐变低的。我们在最底层的层次，有一句笑话，说操着卖白粉的心，赚着卖白菜的钱。但我们也愿意服务好，为各个下游的算法和应用的厂商做好一个后勤工作。

这是我们未来想象的一个生态圈，比如说我们寒武纪处理器放在最底下，给大家各个大公司做一个支撑。

最后我们想谈一下公司的愿景，我们上个世纪人类从工业时代步入到信息时代，诞生了像Intel这样的伟大的芯片公司。上个信息时代计算机面临的主要的负载还是做计算，比如说我们做科学计算等等。但其实我们现在已经站在了一个新时代的开端，我们将要从信息时代逐渐过渡到智能时代，在智能时代我们处理器的负载不再是以前的传统计算，而是深度学习，对于计算系统要求更高的一类负载。所以在这个智能时代也会需要有一家芯片公司来支撑，所以我们寒武纪的愿景是做一家支撑智能时代的芯片公司。以上就是我今天的报告情况，请各位朋友批评指正。

（本报告根据速记整理）

CAAI原创 丨 作者陈天石

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