天數(shù)智芯研發(fā)：技術(shù)創(chuàng)新永無(wú)止境_讓AI變得更加簡(jiǎn)單

近年來，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)升級(jí)的共同推動(dòng)下，人工智能技術(shù)及應(yīng)用取得了蓬勃發(fā)展。如今，繼“互聯(lián)網(wǎng)+”之后，“AI+”已蔚然成風(fēng)。

人工智能技術(shù)的發(fā)展不會(huì)取代人類，但使用人工智能的企業(yè)一定會(huì)取代那些從未打算與人工智能結(jié)合的對(duì)手們。目前已經(jīng)有一些公司憑借新技術(shù)迅速崛起，并對(duì)同行施加了降維打擊。很多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到尋求AI賦能的重要性，但面臨的難題是，要讓傳統(tǒng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)AI升級(jí)并不容易，從基礎(chǔ)硬件的配置和部署，到數(shù)據(jù)采集和結(jié)構(gòu)化，到模型搭建與訓(xùn)練，再到算法模型的部署，其復(fù)雜性不言而喻。

由于復(fù)雜度過高，很多企業(yè)往往初步地了解了基礎(chǔ)硬件的配置和軟件部署后就對(duì)智能化望而卻步。正如著名華人學(xué)者李飛飛曾說，AI技術(shù)讓人興奮，但使用起來仍有很高的門檻，以致于只有少數(shù)公司能發(fā)揮其作用，她認(rèn)為發(fā)展AI的當(dāng)務(wù)之急就是降低進(jìn)入的門檻。

如今在中國(guó)有這么一家公司，就是致力于幫助企業(yè)快速且低門檻地使用人工智能工具，解決開發(fā)環(huán)境部署和高成本投入等問題。

“我們的目標(biāo)是將企業(yè)AI開發(fā)和應(yīng)用變的更快、更簡(jiǎn)單”，天數(shù)智芯研發(fā)副總倪嶺表示。

▌讓AI計(jì)算更快更簡(jiǎn)單的秘訣

為了幫助企業(yè)更簡(jiǎn)單高效的使用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)為自身業(yè)務(wù)賦能，倪嶺帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了SkyDiscovery智能數(shù)據(jù)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)；同時(shí)，為了響應(yīng)企業(yè)對(duì)于私有云和軟硬件一體化部署的需求，天數(shù)智芯也推出了相應(yīng)的超融合一體機(jī)產(chǎn)品——SkyAXE, 為使用者提供高性能、高可用、低成本、低運(yùn)維的數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)。

讓計(jì)算變得更快：為加速數(shù)據(jù)分析和AI計(jì)算，各類高性能硬件層出不窮，包括天數(shù)也在緊鑼密鼓的研發(fā)通用、標(biāo)準(zhǔn)、高性能計(jì)算芯片。倪嶺認(rèn)為，所謂“硬件越快，軟件越難”，在大規(guī)模的分布式異構(gòu)環(huán)境下，計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)如何協(xié)同高效運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)軟件提出了巨大挑戰(zhàn)。天數(shù)通過自研的“Soft Silicon”核心計(jì)算加速技術(shù)，使用高級(jí)指令集優(yōu)化，并行與分布式加速，動(dòng)態(tài)編譯，RDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸，分級(jí)存儲(chǔ)等一系列基礎(chǔ)軟件優(yōu)化手段充分挖掘硬件的能力，最小化計(jì)算任務(wù)各環(huán)節(jié)的性能瓶頸，從而幫助企業(yè)“少花錢，多辦事”，更有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用。

讓開發(fā)變得更簡(jiǎn)單：在實(shí)際的數(shù)據(jù)分析任務(wù)中，機(jī)器學(xué)習(xí)往往只是其全生命周期中很小的一部分，數(shù)據(jù)的清洗與準(zhǔn)備，特征選取，模型的反復(fù)調(diào)試與評(píng)估，模型的部署和管理往往會(huì)占去開發(fā)者更多的時(shí)間和精力，計(jì)算資源的管理與分配，繁雜運(yùn)行環(huán)境與依賴，項(xiàng)目開發(fā)的協(xié)同與隔離，都是阻礙數(shù)據(jù)科學(xué)家和機(jī)器學(xué)習(xí)工程師進(jìn)行快速原型開發(fā)的攔路虎。

倪嶺認(rèn)為，作為一個(gè)成熟好用的數(shù)據(jù)科學(xué)平臺(tái)產(chǎn)品，在用戶交互和平臺(tái)功能上要盡可能的將用戶從繁雜和重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，因此，基于容器編排系統(tǒng)的云API，數(shù)據(jù)及模型的可視化探索，可交互的在線編程環(huán)境，拖拽的傻瓜式開發(fā)，工作流的支持，包括自動(dòng)特征工程，自動(dòng)模型選擇，自動(dòng)超參數(shù)和架構(gòu)搜索的AutoML，完備的模型管理與導(dǎo)出，以及資源和計(jì)算任務(wù)的管理與監(jiān)控，數(shù)據(jù)、代碼、模型、可視化分析的托管與共享等功能都在天數(shù)智芯團(tuán)隊(duì)的努力下一一呈現(xiàn)給SkyDiscovery的使用者們。

“一個(gè)功能點(diǎn)就能體現(xiàn)天數(shù)在把計(jì)算變得更快，開發(fā)變得簡(jiǎn)單所做的努力”，倪嶺舉例道，使用多個(gè)節(jié)點(diǎn)的多塊GPU對(duì)單機(jī)Tensorflow模型訓(xùn)練進(jìn)行原生的分布式加速，需要修改大量代碼和進(jìn)行手動(dòng)集群管理，是個(gè)既困難又繁瑣的任務(wù)，即便是富有經(jīng)驗(yàn)的程序員也望而卻步。SkyDiscovery提供了單機(jī)版Tensorflow訓(xùn)練程序自動(dòng)分布式化的功能，用戶不需要修改一行代碼便可以輕松在分布式環(huán)境下達(dá)到接近線性的加速比。

▌超融合一體機(jī)SkyAXE——打造通用的高性能軟硬件平臺(tái)

倪嶺表示，借鑒芯片硬件開發(fā)中軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的理念，在保證SkyDiscovery軟件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)通用的前提下，SkyAXE大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)一體機(jī)從規(guī)劃之初，團(tuán)隊(duì)就將硬件與軟件架構(gòu)的相融與適配進(jìn)行了綜合的考量。

市場(chǎng)上常見的數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的一體機(jī)產(chǎn)品，因?yàn)槭褂脠?chǎng)景的不同采用截然不同的設(shè)計(jì)，搭配的軟件平臺(tái)也涇渭分明。大數(shù)據(jù)一體機(jī)通常是堆疊commodity server節(jié)點(diǎn)，搭配如HBase, Spark等Hadoop生態(tài)系統(tǒng)的軟件；而深度學(xué)習(xí)一體機(jī)都以單機(jī)多GPU卡的形式出現(xiàn)，配合諸如Tensorflow和Caffe等的深度學(xué)習(xí)框架。

倪嶺認(rèn)為，以Hadoop為代表的大數(shù)據(jù)技術(shù)和傳統(tǒng)HPC技術(shù)，本質(zhì)上，都是分布式計(jì)算環(huán)境下的作業(yè)系統(tǒng)，解決的都是將大的數(shù)據(jù)處理任務(wù)進(jìn)行分解和協(xié)調(diào)的問題，如果以高性能計(jì)算為出發(fā)點(diǎn)，利用HPC技術(shù)，將存儲(chǔ)，計(jì)算和應(yīng)用以超融合的方式進(jìn)行整合，配合大數(shù)據(jù)生態(tài)中的動(dòng)態(tài)水平擴(kuò)展、高容錯(cuò)和高可用的特性，一個(gè)在云端融合大數(shù)據(jù)和高性能計(jì)算的統(tǒng)一軟硬件平臺(tái)不但是完全有可能的，并且是數(shù)據(jù)科學(xué)需求演進(jìn)過程中融合與互利的必然結(jié)果。

搭載了深度優(yōu)化的SkyDiscovery軟件平臺(tái)的SkyAXE一體機(jī)正是在這樣的認(rèn)識(shí)中誕生的，既能滿足企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析的需要，也能滿足他們對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等進(jìn)階數(shù)據(jù)科學(xué)的需要。不僅充分利用資源，也解決了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析流程在不同平臺(tái)流轉(zhuǎn)造成的開發(fā)效率低下的實(shí)際問題。

超融合一體機(jī)SkyAXE

倪嶺表示，通過將計(jì)算與存儲(chǔ)分離和PaaS云化，SkyAXE支持模塊化定制，可以根據(jù)企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)用、計(jì)算、存儲(chǔ)等模塊進(jìn)行靈活配置。SkyDiscovery平臺(tái)支持大部分通用開發(fā)語(yǔ)言、主流分布式計(jì)算框架、深度學(xué)習(xí)框架和100+機(jī)器學(xué)習(xí)算法庫(kù)，和多種類別的數(shù)據(jù)接入，拖拽式開發(fā)和大量行業(yè)模版，對(duì)各層級(jí)使用者，大幅簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)探索，原型開發(fā)和模型生產(chǎn)化的難度，幫助企業(yè)更快速可靠的進(jìn)行大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用的開發(fā)與落地。

目前 SkyDiscovery和SkyAXE 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高校、科研院所、制造型企業(yè)、醫(yī)療體系、金融機(jī)構(gòu)等不同企事業(yè)單位。針對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和需求，天數(shù)協(xié)助評(píng)估、規(guī)劃和進(jìn)行定制實(shí)施，這樣一套端到端、一站式、可定制的大數(shù)據(jù)、人工智能數(shù)據(jù)平臺(tái)，正助力企業(yè)突破智能化轉(zhuǎn)型過程中所遇到的瓶頸，并以創(chuàng)新技術(shù)為各行各業(yè)帶來更高的商業(yè)價(jià)值。

▌AI整體解決方案賦能行業(yè)應(yīng)用生態(tài)

在應(yīng)用領(lǐng)域方面，倪嶺表示，在SkyDiscovery和SkyAXE平臺(tái)產(chǎn)品和服務(wù)的基礎(chǔ)上，天數(shù)針對(duì)幾個(gè)重點(diǎn)垂直行業(yè)，包括高端裝備與制造、大眾健康、產(chǎn)業(yè)金融、人工智能教育等幾大領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的AI應(yīng)用，云服務(wù)和產(chǎn)品解決方案，分別被稱為：SkyFront、SkyHealth、SkyFinance和 SkyEdu。

在智能制造方面，倪嶺介紹說，SkyFront是專門為助力制造型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)而打造的智能設(shè)備健康管理平臺(tái)，包含了工業(yè)時(shí)序數(shù)據(jù)平臺(tái)，及以AI技術(shù)為核心的故障預(yù)測(cè)與健康管理 (PHM) 系統(tǒng)。通過動(dòng)態(tài)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，與企業(yè)信息系統(tǒng)中故障、維護(hù)等信息進(jìn)行整合，利用各種智能算法，建立設(shè)備的故障預(yù)測(cè)模型，能幫助企業(yè)用戶更加有效預(yù)防設(shè)備故障的產(chǎn)生、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備使用壽命全面提高設(shè)備管理水平，從而大幅提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

在智慧醫(yī)療方面，SkyHealth基于SkyDiscovery智能數(shù)據(jù)平臺(tái)，打通醫(yī)院各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，對(duì)多種來源的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采集、清洗和結(jié)構(gòu)化，幫助醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)建立符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的臨床病例數(shù)據(jù)庫(kù)，并借助深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)病理學(xué)、影像學(xué)的各類醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分割等模型的開發(fā)，提供智能輔助診斷，提高醫(yī)生、醫(yī)院和第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的工作效率，向患者提供更加優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)，從而推動(dòng)分級(jí)診療，優(yōu)化醫(yī)療診療流程。

比如響應(yīng)國(guó)家大力推動(dòng)的兩癌篩查政策，天數(shù)最近推出了人工智能宮頸癌液基細(xì)胞輔助篩查（TCT）云平臺(tái)產(chǎn)品和服務(wù)。在一體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)病例數(shù)據(jù)管理和機(jī)器學(xué)習(xí)云平臺(tái)的基礎(chǔ)上，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了數(shù)字化細(xì)胞涂片的全視野智能檢測(cè)技術(shù)，快速篩查和排除陰性病例，提高篩查效率，節(jié)省ICL人力成本80%以上。

作為高性能數(shù)據(jù)處理以及深度學(xué)習(xí)、人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)先鋒，天數(shù)智芯的產(chǎn)品和服務(wù)能顯著增強(qiáng)企業(yè)和云計(jì)算中心數(shù)據(jù)處理和分析能力，助力企業(yè)與云計(jì)算中數(shù)據(jù)分析應(yīng)用向智能化轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、認(rèn)知和智能決策等方面擴(kuò)展，極大提升了數(shù)據(jù)價(jià)值。

▌技術(shù)創(chuàng)新永無(wú)止境

未來，天數(shù)智芯將一直致力于研發(fā)自主可控、國(guó)際一流的通用、標(biāo)準(zhǔn)、高性能計(jì)算軟硬件基礎(chǔ)平臺(tái)，并以自身標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，以生態(tài)聯(lián)動(dòng)的方式，有機(jī)整合高端芯片、基礎(chǔ)軟件和云服務(wù)三大基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，深耕以AI為代表的高性能計(jì)算市場(chǎng)。

“過去兩年多，我們充分發(fā)揮了軟件平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，在人工智能的數(shù)個(gè)垂直領(lǐng)域積累下多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)然，讓企業(yè)能夠更快速、更有效地進(jìn)行智能應(yīng)用的開發(fā)的目標(biāo)永無(wú)止境。”

“未來，我們將進(jìn)一步優(yōu)化智能數(shù)據(jù)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的技術(shù)能力，并借助天數(shù)智芯傾全力打造的云端高性能計(jì)算加速芯片，為更多行業(yè)應(yīng)用賦能，天數(shù)智芯未來在企業(yè)云計(jì)算和人工智能解決方案市場(chǎng)上將更具競(jìng)爭(zhēng)力?！闭劶拔磥恚邘X透露出未來公司的研發(fā)決心。

“工欲善其事，必先利其器。既然各行各業(yè)都想通過數(shù)據(jù)和智能化分析來為自己的業(yè)務(wù)賦能，未來我們將持續(xù)發(fā)揮軟件平臺(tái)+芯片硬件的融合優(yōu)勢(shì)，為賦能者賦能，讓企業(yè)能夠更快速、更有效地進(jìn)行智能應(yīng)用的開發(fā)”，倪嶺表示。