7月1日，在雷鋒網(wǎng)主辦的2018CCF-GAIR全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)的AI芯片專場(chǎng)會(huì)議上，清華大學(xué)魏少軍教授就人工智能技術(shù)和人工智能芯片面臨的挑戰(zhàn)，2025年人工智能技術(shù)推動(dòng)的半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，人工智能芯片的架構(gòu)創(chuàng)新怎么做等熱點(diǎn)問(wèn)題帶來(lái)精彩的演講。

圖：清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 副院長(zhǎng) 魏少軍教授

人工智能對(duì)人類社會(huì)的影響非常深遠(yuǎn)。全球知名咨詢企業(yè)麥肯錫對(duì)9個(gè)垂直領(lǐng)域的300多個(gè)實(shí)際案例分析，得出結(jié)論：人工智能將在幾乎所有的垂直領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。人工智能與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)生時(shí)不同的一點(diǎn)是：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大量發(fā)生在軟件領(lǐng)域，而人工智能50%的創(chuàng)新將發(fā)生在硬件領(lǐng)域，硬件將占據(jù)人工智能技術(shù)產(chǎn)生價(jià)值的大部分。

魏少軍教授指出，未來(lái)10年，人工智能和深度學(xué)習(xí)將成為提升硅片需求的主導(dǎo)因素。到2025年，人工智能將推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)收入超過(guò)600億美元，接近全球半導(dǎo)體銷售的20%。

現(xiàn)在業(yè)界的AI芯片是否做得很好呢？魏少軍教授指出，西方學(xué)者認(rèn)為與其說(shuō)我們今天做的是人工智能（Artificial Intelligence），還不如說(shuō)我們做的是增強(qiáng)智能（Intelligence Augmentation， IA）?；救斯ぶ悄?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/2562/" target="_blank">算法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到我們的要求。

魏少軍教授認(rèn)為，AI技術(shù)在不斷進(jìn)步，但目前還主要集中在單個(gè)事物的訓(xùn)練和推理上，要讓AI真的可以像人類一樣同時(shí)做出多個(gè)判斷和決定，算法研究還需要更偉大的突破。

人工智能算法研究存在兩大問(wèn)題：第一、算法仍在不斷演進(jìn)，新算法層出不窮。第二、一種算法對(duì)應(yīng)一種應(yīng)用，沒(méi)有統(tǒng)一的算法。一個(gè)復(fù)雜具有智能的系統(tǒng)應(yīng)該具備多輸入，多輸出系統(tǒng)，具有高度復(fù)雜及高度靈活的互連結(jié)構(gòu)，多任務(wù)且高度并行化運(yùn)行系統(tǒng)，多處理器單元系統(tǒng)，并行分布式存儲(chǔ)，并行分布式軟件，分布式處理與集中控制系統(tǒng)。

人類大腦可以多個(gè)決策同時(shí)做，這恰恰是今天的人工智能遠(yuǎn)沒(méi)有做到的。機(jī)器和人腦之間差別巨大，人的大腦140億神經(jīng)元，傳輸速率120米每秒，人腦可以完成每秒10的16次方的運(yùn)算，我們大腦的功耗很低只有20多瓦。超級(jí)計(jì)算機(jī)可以用多個(gè)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)10的30次方每秒的運(yùn)算，工作頻率每秒42億次，耗電量24兆瓦。占地面積720平方米，重量5噸。

魏少軍教授指出，AI芯片是AI技術(shù)發(fā)展過(guò)程中不可逾越的關(guān)鍵階段。不管有什么好的AI算法，要想最終得到應(yīng)用，就必然要通過(guò)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)人工智能，只能用芯片。我們有CPU，GPU，FPGA，ASIC。這些芯片在人工智能出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在，為什么可以完成人工智能的任務(wù)？即便完成了，是否是最好的呢？計(jì)算是根本點(diǎn)，需要一個(gè)很好的計(jì)算引擎。高能效通用深度學(xué)習(xí)引擎是AI芯片，具備八大基本特征（見(jiàn)下圖）。

魏少軍教授強(qiáng)調(diào)說(shuō)，AI芯片的應(yīng)用，除了給出更為智慧的結(jié)果外，最重要的是它具備了不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化的能力，這將使得芯片隨著應(yīng)用的增加不斷進(jìn)化，變得更聰明，更有差異化。

要想讓AI芯片能夠在使用中變得更加聰明，架構(gòu)創(chuàng)新是它面臨的一個(gè)不可回避的課題。實(shí)現(xiàn)智能的軟件必須有辦法讓芯片的功能不斷變化，以支撐更“智能”的應(yīng)用需求。

實(shí)現(xiàn)智能的核心是軟件，智能軟件，是實(shí)現(xiàn)智能的載體。智能軟件有自己學(xué)習(xí)的能力，形成知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的能力，持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化的能力，再生和組織能力，思維邏輯推理的能力，做出正確判斷和決策的能力。智能芯片則是承載所需的計(jì)算。

美國(guó)最新推出電子復(fù)興計(jì)劃（ERI），其中軟件定義硬件是ERI 6個(gè)子項(xiàng)目之一。美國(guó)人看到軟硬件結(jié)合，硬件的可變性是未來(lái)的趨勢(shì)，建立在運(yùn)行時(shí)可以實(shí)時(shí)變化的軟件和硬件，能夠達(dá)到專用集成電路的系統(tǒng)，同時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)行又不失其可編程性，即軟件定義芯片。

魏少軍教授指出，可重構(gòu)芯片技術(shù)允許硬件架構(gòu)和功能隨軟件變化而變化，實(shí)現(xiàn)軟件定義芯片，在實(shí)現(xiàn)AI功能時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的前景。動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)芯片技術(shù)是替代ASIC和FPGA的新型電路技術(shù)，有望為我國(guó)芯片技術(shù)擺脫跟隨模仿、實(shí)現(xiàn)跨越提供一條全新路線。