清華大學(xué)魏少軍教授：從IA到AI，我們還要走多遠

7月1日，在雷鋒網(wǎng)主辦的2018CCF-GAIR全球人工智能與機器人峰會的AI芯片專場會議上，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)推動的半導(dǎo)體市場增長趨勢，人工智能芯片的架構(gòu)創(chuàng)新怎么做等熱點問題帶來精彩的演講。

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

人工智能對人類社會的影響非常深遠。全球知名咨詢企業(yè)麥肯錫對9個垂直領(lǐng)域的300多個實際案例分析，得出結(jié)論：人工智能將在幾乎所有的垂直領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。人工智能與移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)生時不同的一點是：移動互聯(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)生價值的大部分。

魏少軍教授指出，未來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，人工智能將推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)收入超過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)者認為與其說我們今天做的是人工智能（Artificial Intelligence），還不如說我們做的是增強智能（Intelligence Augmentation， IA）?；救斯ぶ悄?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/2562/" target="_blank">算法還遠遠沒有達到我們的要求。

魏少軍教授認為，AI技術(shù)在不斷進步，但目前還主要集中在單個事物的訓(xùn)練和推理上，要讓AI真的可以像人類一樣同時做出多個判斷和決定，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題：第一、算法仍在不斷演進，新算法層出不窮。第二、一種算法對應(yīng)一種應(yīng)用，沒有統(tǒng)一的算法。一個復(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)且高度并行化運行系統(tǒng)，多處理器單元系統(tǒng)，并行分布式存儲，并行分布式軟件，分布式處理與集中控制系統(tǒng)。

人類大腦可以多個決策同時做，這恰恰是今天的人工智能遠沒有做到的。機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次方的運算，我們大腦的功耗很低只有20多瓦。超級計算機可以用多個芯片來實現(xiàn)10的30次方每秒的運算，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，就必然要通過芯片來實現(xiàn)。

實現(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？計算是根本點，需要一個很好的計算引擎。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（見下圖）。

魏少軍教授強調(diào)說，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)新是它面臨的一個不可回避的課題。實現(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。

實現(xiàn)智能的核心是軟件，智能軟件，是實現(xiàn)智能的載體。智能軟件有自己學(xué)習(xí)的能力，形成知識和經(jīng)驗的能力，持續(xù)改進和優(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算。

美國最新推出電子復(fù)興計劃（ERI），其中軟件定義硬件是ERI 6個子項目之一。美國人看到軟硬件結(jié)合，硬件的可變性是未來的趨勢，建立在運行時可以實時變化的軟件和硬件，能夠達到專用集成電路的系統(tǒng)，同時數(shù)據(jù)運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，實現(xiàn)軟件定義芯片，在實現(xiàn)AI功能時具有獨特的優(yōu)勢和廣闊的前景。動態(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)，有望為我國芯片技術(shù)擺脫跟隨模仿、實現(xiàn)跨越提供一條全新路線。