前不久，在中國(guó)工程院信息與電子工程學(xué)部舉行的第一屆人工智能計(jì)算大會(huì)上，出現(xiàn)了一個(gè)頗為有趣的景象。作為連續(xù)3次奪得全球超算500強(qiáng)冠軍的超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”的運(yùn)營(yíng)者，清華大學(xué)教授、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心主任楊廣文受邀來(lái)到會(huì)場(chǎng)，并就超算在人工智能領(lǐng)域如何顯“神威”作了主題發(fā)言。但在他的發(fā)言前后，與會(huì)者紛紛談到的觀點(diǎn)卻是：在人工智能飛速發(fā)展的今天，人類的計(jì)算能力顯然有些跟不上了。

這當(dāng)然不是針對(duì)楊廣文，也非“神威·太湖之光”，后者已經(jīng)足夠快了——它是世界第一臺(tái)運(yùn)行速度超10億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī)，性能指標(biāo)超過(guò)全球500強(qiáng)超算榜單第二至第六名5臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的總和，速度相當(dāng)于普通家用電腦的200萬(wàn)倍。

然而，相比人類的大腦——也就是人工智能學(xué)習(xí)的對(duì)象，目前人類創(chuàng)造出的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)，哪怕是超級(jí)計(jì)算機(jī)，又都顯得太慢了。在“神威·太湖之光”之前，天河二號(hào)曾六度稱雄全球超算榜單，如今位居第二，但人腦的計(jì)算能耗比則是其200萬(wàn)倍。模擬人腦對(duì)當(dāng)下的超算仍是一件“渴望不可及”的任務(wù)。

正如此次大會(huì)發(fā)起人、中國(guó)工程院院士、浪潮集團(tuán)首席科學(xué)家王恩東所說(shuō)，盡管人工智能如今迎來(lái)蓬勃發(fā)展，但仍是挑戰(zhàn)重重，這其中在他看來(lái)排在第一位的，就是計(jì)算性能。也因此，這次大會(huì)主題有兩個(gè)關(guān)鍵詞：人工智能和計(jì)算。

人工智能將帶“世界工廠”走向“世界智能工廠”?

無(wú)論從哪個(gè)方面來(lái)看，人工智能都很可能是人類未來(lái)社會(huì)的大勢(shì)所趨。在會(huì)場(chǎng)上，中國(guó)工程院一位專家列舉了人工智能正帶給人們的一些革命性變化——

在醫(yī)療領(lǐng)域，圖像識(shí)別技術(shù)可以促進(jìn)癌癥診斷的準(zhǔn)確性。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，種植者可以利用深度學(xué)習(xí)促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量增長(zhǎng)。在能源行業(yè)，人工智能提升了勘探效率和裝備可靠性。在金融服務(wù)行業(yè)，人工智能應(yīng)用降低了決策成本，金融數(shù)據(jù)得以更快速的分析。

更為重要的是，“人工智能正在從娃娃抓起”。

王恩東注意到，今年9月開(kāi)學(xué)季，孩子們迎來(lái)的“開(kāi)學(xué)第一課”，就請(qǐng)出對(duì)戰(zhàn)阿爾法的柯潔，以及和郎朗PK琴技的意大利鋼琴機(jī)器人TEO。前不久，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》(以下稱《規(guī)劃》)，其中就提出要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程。

在中國(guó)工程院這位專家看來(lái)，《規(guī)劃》的出臺(tái)，可以看作“我國(guó)正式將人工智能上升為國(guó)家戰(zhàn)略”的表現(xiàn)，從而促使我國(guó)從“世界工廠”向“世界智能工廠”轉(zhuǎn)型。這位專家相信，在新的政策驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)人工智能的發(fā)展將更加迅猛。

業(yè)內(nèi)人士談及人工智能，離不開(kāi)3個(gè)關(guān)鍵詞：計(jì)算、算法、數(shù)據(jù)。

這位專家說(shuō)，如今，算法的突破以及數(shù)據(jù)洪流的爆發(fā)，成就了人工智能行業(yè)，并使得幾乎所有的“機(jī)器輔助功能”都成為可能——更好的電影推薦、智能穿戴，甚至無(wú)人駕駛汽車(chē)、預(yù)防性醫(yī)療保健，都近在眼前，或者即將實(shí)現(xiàn)。

美好的藍(lán)圖卻讓他有了一個(gè)擔(dān)心，這種擔(dān)心，就來(lái)自發(fā)展人工智能的一個(gè)要素：計(jì)算。

這位專家說(shuō)，目前我國(guó)“應(yīng)用終端的發(fā)展”遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在“硬件架構(gòu)”的前面，現(xiàn)有計(jì)算平臺(tái)已經(jīng)不足以完成人工智能對(duì)于龐大運(yùn)算量的需求。

這一輪人工智能浪潮的王牌是“計(jì)算”?

在中國(guó)工程院這位專家看來(lái)，中國(guó)擁有世界最大的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，擁有非常龐大的“數(shù)據(jù)”量，這為我國(guó)發(fā)展人工智能創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的基礎(chǔ);同時(shí)，深度學(xué)習(xí)框架的開(kāi)發(fā)和開(kāi)源，使得人工智能“算法”的開(kāi)發(fā)越來(lái)越便捷，相比之下，“計(jì)算”平臺(tái)就成為本輪推動(dòng)人工智能進(jìn)步的重要因素。

王恩東同意這位專家的這一說(shuō)法，他打了一個(gè)比方，來(lái)說(shuō)明“計(jì)算”的重要性。

他說(shuō)，圖靈同時(shí)被稱作“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”和“人工智能之父”，而他先發(fā)明的是計(jì)算機(jī)基本原型，人工智能則是后來(lái)提出的。從這個(gè)角度來(lái)看，“計(jì)算機(jī)是大兒子，人工智能則是二兒子”。

王恩東說(shuō)，縱觀幾十年來(lái)的發(fā)展來(lái)看，大兒子和二兒子的特點(diǎn)并不一樣，前者比較穩(wěn)重，比較有耐性，不調(diào)皮不搗蛋，如摩爾定律所說(shuō)，按照某個(gè)規(guī)律持續(xù)發(fā)展。后者則比較活躍，有創(chuàng)新思維，敢冒險(xiǎn)，但也經(jīng)歷了三落三起。

如今，學(xué)界一個(gè)共識(shí)是，人們又迎來(lái)了人工智能研究的又一“起”，即又一個(gè)發(fā)展高峰。在王恩東看來(lái)，這次“二兒子”的發(fā)展高峰，正是“大兒子”迅猛發(fā)展所帶來(lái)的。

當(dāng)天會(huì)場(chǎng)的樓下，擺放著數(shù)十臺(tái)樣式各異的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器。王恩東說(shuō)，這其中一臺(tái)小小服務(wù)器的計(jì)算速度，就是20年前最快計(jì)算機(jī)的60倍。正是由于計(jì)算能力的快速發(fā)展，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的海量數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)算法，才共同催生了第三次人工智能浪潮。

而這一次浪潮，在王恩東看來(lái)，離不開(kāi)計(jì)算、算法和數(shù)據(jù)的發(fā)展，而計(jì)算，是這一切的基礎(chǔ)。

“現(xiàn)在我們說(shuō)計(jì)算芯片，除了原來(lái)的CPU，還出現(xiàn)了GPU，以及谷歌的TPU，甚至還有DPU，為何有這樣一堆‘PU’，說(shuō)到底，就是計(jì)算性能還不夠!”王恩東說(shuō)，必須要大力整合發(fā)展一批專用芯片，提供一個(gè)先進(jìn)的計(jì)算平臺(tái)，整合這些框架，避免再陷入到上兩次人工智能的窘境里去。

即便是做應(yīng)用的人，對(duì)此也有類似的感受。微軟首位華人“全球技術(shù)院士”、微軟首席語(yǔ)音科學(xué)家黃學(xué)東在大會(huì)上表示，今天包括智能語(yǔ)音在內(nèi)的智能產(chǎn)品，因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)，所以還需要更加強(qiáng)大的GPU，更加強(qiáng)大的計(jì)算能力作支撐，如此人類才有希望真正用上“超人水平”的語(yǔ)音識(shí)別。

做人工智能的，不懂計(jì)算，做計(jì)算的，不懂人工智能?

在人工智能研究者眼中，包括超級(jí)計(jì)算機(jī)在內(nèi)的計(jì)算設(shè)備，只是人工智能發(fā)展的一個(gè)要素，而從楊廣文這些超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)營(yíng)者的角度來(lái)看，人工智能更像是超級(jí)計(jì)算機(jī)這個(gè)大平臺(tái)的一個(gè)應(yīng)用。當(dāng)然，角度的不同，并不妨礙兩者互為支撐，碰撞火花。

事實(shí)上，包括“神威·太湖之光”在內(nèi)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，已經(jīng)能夠滿足一定程度的人工智能研究，但在楊廣文看來(lái)，目前一個(gè)很大的問(wèn)題就在于“銜接”：“很多做人工智能、懂算法的人，不會(huì)用超算;而專心做超算的人，又對(duì)人工智能不太了解。這是一個(gè)大問(wèn)題”。

去年11月，中科院軟件研究所研究員楊超等人獲得2016年度高性能計(jì)算應(yīng)用最高獎(jiǎng)——戈登·貝爾獎(jiǎng)。這是近30年來(lái)，中國(guó)超算應(yīng)用團(tuán)隊(duì)第一次獲得被譽(yù)為“超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)”的獎(jiǎng)項(xiàng)。

按照楊廣文的說(shuō)法，當(dāng)時(shí)，包括楊超等在內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家所要做的，就是將算法寫(xiě)成可以在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序。“這個(gè)過(guò)程十分困難，而要把這個(gè)程序，移植到‘神威·太湖之光’上更是艱辛!”

不過(guò)據(jù)他透露，包括神威·太湖之光在內(nèi)的超算，正在開(kāi)展大量的移植優(yōu)化工作，目的就是“降低人工智能使用超算的門(mén)檻”，未來(lái)諸如語(yǔ)音、圖形圖像、精準(zhǔn)醫(yī)療、智能交通等在內(nèi)的人工智能應(yīng)用，爭(zhēng)取都能找到相應(yīng)的計(jì)算平臺(tái)。

當(dāng)然，人工智能大潮來(lái)襲，計(jì)算性能的提升只是一個(gè)問(wèn)題，此外，還有其他關(guān)鍵問(wèn)題亟待科學(xué)家解決。比如，香港浸會(huì)大學(xué)副教授褚曉文在大會(huì)上所提到的：為什么今天有這么多深度學(xué)習(xí)軟件，但它們的性能卻有如此大的差異?

他說(shuō)，在過(guò)去11年里，內(nèi)存帶寬僅僅提升了15～16倍，而計(jì)算能力則提升了30～50倍，這說(shuō)明內(nèi)存的性能和計(jì)算的性能之間的差距，在逐漸拉大，這也是GPU計(jì)算今天面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)——在相對(duì)強(qiáng)悍的計(jì)算能力和相對(duì)薄弱的內(nèi)存訪問(wèn)之間，橫跨的那一道鴻溝。