有一句話形容現(xiàn)在的人工智能特別合適：“我們往往高估了目前，而低估了未來”。如果要以其提出到現(xiàn)在60余年為一個周期來看，它真正席卷人類社會，才剛剛開始。
從這樣的歷史長河來看、從通用人工智能的未來回溯看，這個時代占據(jù)舞臺中央的這些開拓者，都是手握著“深度學(xué)習(xí)”、“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”等最原始的工具，在這塊荒野上蹣跚前行。走在尋找人工智能基礎(chǔ)工具這條路上，陳天石不比其他人多什么先決條件。
幸運的是，從他創(chuàng)造的石器中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)并保留了火種。
寒武紀(jì)，這家背靠中科院計算所的創(chuàng)業(yè)公司剛亮相市場，就踏入了“獨角獸”領(lǐng)域。
打磨“石器”
AI是一場革命。它和互聯(lián)網(wǎng)一樣，會席卷一切，會從無到有、再從有到無（無處不在）。普通人甚至不需要前行，它會主動過來擁抱你，甚至裹挾你。用羅振宇的話說：“你不必著急出發(fā)，因為你終將被抵達”。
在這場基礎(chǔ)設(shè)施重新定義的革命中，陳天石無疑是一個提前出發(fā)者。16歲考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班；2014年論文在美國召開的國際頂級學(xué)術(shù)會議上獲得最佳論文獎；創(chuàng)辦的公司寒武紀(jì)科技，A輪估值超過10億美元，成為全球首個人工智能芯片“獨角獸”、全球最大的AI芯片初創(chuàng)公司。
基于深度學(xué)習(xí)這一底層算法，計算機視覺、語音識別、自然語言處理、音頻識別與生物信息學(xué)等領(lǐng)域取得了長足的進展。但傳統(tǒng)的處理器例如CPU等，雖然是目前主流的AI計算平臺，但是其基本框架結(jié)構(gòu)畢竟不是為了AI所設(shè)計的，效率受到很多限制，包括GPU也有耗電量大等缺陷。
如果要用通用處理器搭建一個人腦規(guī)模突觸的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可能需要建一個電站來給它供電。阿爾法狗剛亮相時，下一盤棋動用了1000個CPU和200個GPU，每分鐘的電費就高達300美元，而網(wǎng)絡(luò)規(guī)模只有人腦的千分之一。
陳天石認(rèn)為，理想中的AI芯片應(yīng)當(dāng)是一種新型的處理器，能具有廣闊的應(yīng)用面（包括語音、語義、圖像、視頻、自然語言多模態(tài)處理能力），同時具備遠超CPU和GPU的效率。要想達到這一目標(biāo)，必須要有一套新的AI指令集，利用指令進行靈活處理，才有可能在AI芯片上把各種算法應(yīng)用都能支持得又快又好。
打個簡單的比方，把摩托車（PC、手機等）的發(fā)動機（CPU）裝到了汽車（深度學(xué)習(xí)平臺）上，汽車自然開不快；現(xiàn)在，需要為汽車專門設(shè)計一款發(fā)動機（深度學(xué)習(xí)專用處理器）。
“DianNao”這一深度學(xué)習(xí)處理器架構(gòu)，平均仿真性能超過主流CPU核的100倍，但是面積和功耗僅為1/10，效能提升可達三個數(shù)量級。2014年，他和哥哥陳云霽以及法國信息技術(shù)研究院（Inria）的Olivier Temam教授合作的這篇論文，成為頂尖國際會議的最佳論文。
2014年-2016年間，他們倆和國際學(xué)術(shù)合作者一道幾乎橫掃了處理器架構(gòu)學(xué)術(shù)圈，在頂級學(xué)術(shù)會議上教老外說中文的Diannao系列：Diannao（電腦）、DaDiannao（大電腦）、PuDiannao（普電腦）、ShiDiannao（視電腦）、Cambricon（寒武紀(jì)指令集）等一系列創(chuàng)新，針對不同的目的，將目前深度學(xué)習(xí)的效率提高數(shù)百倍。
有院士這樣分析，“寒武紀(jì)”在深度學(xué)習(xí)處理器指令集上的開創(chuàng)性進展，為我國占據(jù)智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)的領(lǐng)導(dǎo)性地位提供了技術(shù)支撐。自2014年中科院計算所和Inria聯(lián)合團隊提出首個深度學(xué)習(xí)處理器架構(gòu)DianNao之后，深度學(xué)習(xí)處理器已經(jīng)成為計算機體系結(jié)構(gòu)國際會議ISCA最關(guān)注的研究方向之一。ISCA 2016上有近1/6的論文引用“寒武紀(jì)”的工作來進行深度學(xué)習(xí)處理器探索。
“目前，像阿爾法狗這樣的軟件算法是在GPU上執(zhí)行的，將來如果使用了‘寒武紀(jì)’處理器，深度學(xué)習(xí)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）的運算速度會得到明顯提升。”陳天石說。
他用“瑞士軍刀和菜刀”來比喻通用處理器和深度學(xué)習(xí)處理器的關(guān)系：瑞士軍刀雖然功能多，但是做菜的時候，還是菜刀更合適。在智能處理方面，“寒武紀(jì)”就是這把更合適的菜刀。
寒武紀(jì)指令集直接面對大規(guī)模神經(jīng)元和突觸的處理，一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理，并對神經(jīng)元和突觸數(shù)據(jù)在芯片上的傳輸提供了一系列專門的支持。模擬實驗表明，采用寒武紀(jì)指令集的深度學(xué)習(xí)處理器相對于x86指令集的中央處理器有兩個數(shù)量級的性能提升。
如今，通過在計算機中模擬神經(jīng)元和突觸的計算，寒武紀(jì)的AI芯片對信息進行智能處理，借助專門設(shè)計的存儲結(jié)構(gòu)和指令集，每秒可以處理160億個神經(jīng)元和超過2萬億個突觸，功耗卻只有原來的十分之一，未來甚至有希望把類似阿爾法狗的系統(tǒng)裝進手機。
埋頭“重工業(yè)”
芯片是信息產(chǎn)業(yè)的“尖刀連”，更是“重工業(yè)”，其所需要的投入是巨大的，遠遠超過AI的其他領(lǐng)域。
2017年8月，寒武紀(jì)科技獲得了價值1億美元的A輪融資，該輪投資由國投創(chuàng)業(yè)領(lǐng)投，阿里巴巴創(chuàng)投、聯(lián)想創(chuàng)投、國科投資、中科圖靈、元禾原點（天使輪領(lǐng)投方）、涌鏵投資（天使輪投資方）聯(lián)合投資。
這家背靠中科院計算所的創(chuàng)業(yè)公司剛亮相，就進入市場，就踏入了“獨角獸”領(lǐng)域。
華為的旗艦手機Mate10采用了寒武紀(jì)1A處理器，這是寒武紀(jì)AI產(chǎn)業(yè)化的第一步。這款2016年發(fā)布的全球首款商用深度學(xué)習(xí)專用處理器IP，入選了第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會評選的十五項“世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果”。
它不僅具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，而且在計算機視覺、語音識別、自然語言處理等關(guān)鍵人工智能任務(wù)上具備出類拔萃的通用性和效能比，達到了傳統(tǒng)的四核通用CPU25倍以上的性能和50倍以上的能效。
“我們的產(chǎn)品寒武紀(jì)1A處理器，可以跟蘋果產(chǎn)品一較高下，結(jié)果我們很輕松打贏了這場戰(zhàn)斗。我們并不是靠著蠻力去堆運算器，而是依靠最先進的、稀疏化的技術(shù)，四兩撥千斤，讓華為Mate10的智能處理速度打敗了強大的蘋果iphoneX。”陳天石說。
在將AI普惠化這一終極方向的指引下，他制定了自己的小目標(biāo)。“我們現(xiàn)在與國外同行都是在同一個起跑線上的，希望寒武紀(jì)能在3年后占據(jù)中國高性能智能芯片市場30%的份額；在3年后，讓全球有10億臺設(shè)備集成寒武紀(jì)處理器的智能終端。”
他給出了實現(xiàn)的路徑。關(guān)于寒武紀(jì)芯片的市場商業(yè)化推進：“一是終端，二是云端。終端產(chǎn)品就是智能手機、智能眼鏡、無人機、自動駕駛汽車等，需要芯片去識別圖像、影音和文字。而在云端，像科大訊飛(51.560, -1.19, -2.26%)、中科曙光(38.650, -0.75, -1.90%)等這樣知名的云端客戶，都已經(jīng)是寒武紀(jì)的客戶。”
為了這個小目標(biāo)，他說自己“除了休息的時間，都在工作”，拼了命地往前跑。在智能整個行業(yè)里面最上面是應(yīng)用層，利用人臉識別、語義理解等，去系統(tǒng)集成自動駕駛、智能手機等產(chǎn)品。而“冰山”看不見的地方是技術(shù)層。
而芯片是技術(shù)層的“地基”。“芯片就是像建房子或者修路這樣的事，如果沒有房子沒有路事情沒辦法往后走，希望我們未來能夠繼續(xù)承擔(dān)好智能時代的基礎(chǔ)設(shè)施提供商的角色。”陳天石說。
技術(shù)一定會帶來人與人之間的鴻溝，而降低技術(shù)的門檻、創(chuàng)造盡可能的公平是消除這一鴻溝的幾乎唯一可行的途徑。
“從個人角度出發(fā)，我們主要從事人工智能加速芯片的研發(fā)，可以讓開發(fā)者獲得更加廉價、高效的芯片，支持上層應(yīng)用的開發(fā)。”陳天石說，只有整個計算系統(tǒng)更加廉價，才有希望推動人工智能的普惠化。因此在底層，降低功耗、提高效率是關(guān)鍵。
至于上層應(yīng)用，群眾的智慧是無窮的。陳天石很樂觀，他抱著樂見其成的態(tài)度來支持人工智能的發(fā)展，相信會在基礎(chǔ)層之上，長出更多的應(yīng)用。
保留“火種”
2017年底，一篇名為《芯片戰(zhàn)國時代》的稿件在AI界很火，文章里說，“據(jù)CB Insights估算，進入新興芯片初創(chuàng)公司投資總額從2015年的8億美元增長到了2017年的16億美元；創(chuàng)投庫里，AI芯片公司從零星幾家增長到20多家。光2017年下半年，臺積電的生產(chǎn)線上就有超過30款A(yù)I芯片排隊等著流片。”
時也勢也。能不能到達終點，不僅取決于奔跑的速度，更取決于所在的賽道。
不只有初創(chuàng)公司在跑，實際上巨人們覺醒得比誰都快。就在前兩天，芯片巨頭英偉達在美國消費電子展召開發(fā)布會，宣布了一系列關(guān)于無人車機器學(xué)習(xí)芯片Xavier的相關(guān)內(nèi)容。鑒于在AI芯片領(lǐng)域的表現(xiàn)，其股票2017年上漲接近100%，堪稱“年度最佳理財產(chǎn)品”。
更別說英特爾、谷歌、Facebook、微軟等巨頭也在為此傾盡全力。咨詢公司Tractica的預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，到2025年，與人工智能相關(guān)的深度學(xué)習(xí)芯片組市場收入，將由此前的5億美元飆升至122億美元的規(guī)模，復(fù)合年均增長率超過40%。
生死搏殺，千億市場在一戰(zhàn)勝負(fù)。
“芯片的成敗，除了本身的效率之外，生態(tài)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。沒有配套的應(yīng)用和軟件，很難在市場上獲得成功”。陳天石說，只要國產(chǎn)AI 指令集立住了，中國主導(dǎo)世界AI產(chǎn)業(yè)的機會可能就到來了。
在寒武紀(jì)科技的第一場發(fā)布會上，他用了很長的時間去介紹自己的合作伙伴。他說，過去我們國內(nèi)企業(yè)起步晚，一直是國際生態(tài)的跟隨者。我們?nèi)谌脒@個生態(tài)，享受這個紅利，但我們并不能有多大的力量去改變這個生態(tài)。但是在智能時代，大家都在同樣的起跑線上，要敢為天下先，敢于提出并共同構(gòu)建全新的智能生態(tài)。“光有寒武紀(jì)是不夠的，我們大家需要共同在硬件的指令集和軟件的開發(fā)平臺上下功夫，在端云結(jié)合上下功夫，在商業(yè)協(xié)作上下功夫”。
2017年10月16日，陳天石發(fā)了一條朋友圈，“一事平生無齮（Yi）齕（He），但開風(fēng)氣不為師”。這句出自龔自珍的詩詞，后來被很多教育界名士所引用。
事后他回想，這大概是因為他的執(zhí)拗。18年前，陳天石考入中國科技大學(xué)，隨后師從陳國良院士和姚新教授，讀人工智能方向的博士。將近20年，他只做這一件事，把最底層的生態(tài)基石也就是芯片要做好。“技術(shù)一定要是最好的。”
過去是，現(xiàn)在是，將來無論公司走到哪一步，技術(shù)永遠被擺在第一位。