2018-05-12 15:27:52 央視新聞客戶(hù)端消息，今天（5月3日），中國(guó)科學(xué)院在上海發(fā)布了寒武紀(jì)MLU100云端智能芯片，這也是我國(guó)首款云端人工智能芯片。從終端到云端，其性能大大提升，也為視覺(jué)、語(yǔ)音等復(fù)雜場(chǎng)景的云端智能處理提供了重要支撐。
作為我國(guó)首款云端智能芯片，正式亮相的寒武紀(jì)MLU100采用了最新的架構(gòu)和工藝，可工作在平衡模式和高性能模式下，平衡模式下的等效理論峰值速度達(dá)每秒128萬(wàn)億次定點(diǎn)運(yùn)算，高性能模式下的等效理論峰值速度可達(dá)每秒166.4萬(wàn)億次定點(diǎn)運(yùn)算，峰值功耗不超過(guò)110瓦。
寒武紀(jì)科技創(chuàng)始人、中科院計(jì)算所研究員陳天石介紹，云端智能芯片，是面向人工智能領(lǐng)域的大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器提供的核心芯片。云端的智能芯片規(guī)模更大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，它和終端芯片的最大的區(qū)別，就在于它的運(yùn)算能力更強(qiáng)。
由中科院計(jì)算所智能處理器中心孵化的寒武紀(jì)科技，在2016年發(fā)布了全球首款商用終端智能處理器，已應(yīng)用于千萬(wàn)級(jí)智能終端中。相對(duì)于以往的終端智能芯片而言，最新發(fā)布的云端智能芯片在運(yùn)算速度上提升了近百倍，不僅可獨(dú)立完成各種復(fù)雜的云端智能任務(wù)，還可以與寒武紀(jì)系列終端處理器完美適配，協(xié)同完成各種復(fù)雜的智能處理任務(wù)。
中科院上海分院副院長(zhǎng)、中科院院士張旭表示，從過(guò)去在手機(jī)等終端上應(yīng)用的智能芯片，到今天更高一層的云端人工智能芯片，它可以使人們?cè)?a class="channel_keylink" href="/search.asp">手機(jī)等終端的應(yīng)用上升為未來(lái)在云端比如說(shuō)智能語(yǔ)音系統(tǒng)等領(lǐng)域更加廣闊的應(yīng)用，所以這是一個(gè)開(kāi)拓性的進(jìn)展。
人工智能芯片助力智慧生活
據(jù)了解，人工智能芯片在一定程度上借助了對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的模仿。與傳統(tǒng)芯片不同，人工智能芯片能夠模擬大腦的神經(jīng)元和突觸，一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理。這種計(jì)算模式在做識(shí)別圖像等智能處理時(shí)，效率要比傳統(tǒng)芯片高幾百倍。
寒武紀(jì)科技創(chuàng)始人、中科院計(jì)算所研究員陳天石介紹，在設(shè)計(jì)人工智能芯片的時(shí)候，專(zhuān)門(mén)考慮了視覺(jué)、語(yǔ)音和自然語(yǔ)言處理等運(yùn)算的特征，在設(shè)計(jì)處理器架構(gòu)的時(shí)候，針對(duì)這些應(yīng)用的特征做了專(zhuān)門(mén)的優(yōu)化，使其在做智能處理任務(wù)的時(shí)候，性能可以比傳統(tǒng)的處理器更好，但是能耗可以更低。
目前，人工智能芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、智能安防、智能駕駛、消費(fèi)類(lèi)電子等領(lǐng)域。云端智能芯片的問(wèn)世，也將為大數(shù)據(jù)量、多任務(wù)、高通量等復(fù)雜的云端智能處理需求提供新的技術(shù)支撐。
可以毫不夸張地說(shuō)，如果中國(guó)沒(méi)有在這個(gè)芯片上取得突破，未來(lái)西方國(guó)家會(huì)以極其高昂的價(jià)格賣(mài)給中國(guó)，這必然讓中國(guó)這個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)行正本大增，這些成本最終會(huì)轉(zhuǎn)嫁到中國(guó)消費(fèi)者身上。現(xiàn)在，中國(guó)在此領(lǐng)域獲得突破，那么相應(yīng)產(chǎn)品的價(jià)格，會(huì)降得非常低。簡(jiǎn)單說(shuō)，如果中國(guó)沒(méi)有這樣的技術(shù)，別人可能會(huì)以正常價(jià)格的一二十倍甚至更高賣(mài)給中國(guó)。反之，中國(guó)有了，西方國(guó)家就傻眼了！這就是技術(shù)的力量。 龍芯：18年自主研發(fā)，從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)北斗衛(wèi)星
過(guò)去一年，龍芯中科公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1.5億元，已連續(xù)三年盈利。而放眼全國(guó)，做CPU(計(jì)算機(jī)中央處理器)盈利的極為少見(jiàn)。
2001年8月19日清晨，龍芯1號(hào)誕生，電腦屏幕上那行“godsonlogin”的顯示，終結(jié)了中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”的尷尬歷史。但現(xiàn)場(chǎng)歡呼雀躍的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員并未預(yù)想到，從實(shí)驗(yàn)室通往市場(chǎng)的道路，會(huì)如此曲折艱辛。盡管曾經(jīng)先后在包括北斗衛(wèi)星在內(nèi)的十幾種國(guó)家重器以及黨政信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用，但以龍芯為代表的自主研發(fā)芯片，想要撬開(kāi)個(gè)人電腦等大眾消費(fèi)市場(chǎng)還面臨巨大考驗(yàn)。
“狗剩”斷奶
擺脫補(bǔ)貼依賴(lài)連續(xù)三年盈利
北京西北六環(huán)附近的龍芯產(chǎn)業(yè)園，負(fù)責(zé)軟硬件開(kāi)發(fā)的工程師正在全力推進(jìn)龍芯新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和測(cè)試。
4月初，一張粉紅色的信紙被送到了這里：“龍芯的抗輻照系列芯片在組網(wǎng)衛(wèi)星中得到了成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)處理器自主可控，以過(guò)硬的產(chǎn)品提升了北斗的質(zhì)量。”這是一封來(lái)自客戶(hù)的感謝信，寥寥數(shù)行，卻重若千鈞。
能經(jīng)受零下55攝氏度至零上175攝氏度的極端溫度考驗(yàn)，能抵抗外太空宇宙射線的強(qiáng)輻照，還要有持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行15年之久的使用壽命……長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)人造衛(wèi)星所需要的宇航級(jí)芯片絕大部分依賴(lài)進(jìn)口。2015年4月，隨著搭載龍芯抗輻照芯片的第17顆北斗衛(wèi)星升空并順利開(kāi)機(jī)運(yùn)行，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在自主可控的征程上邁出了關(guān)鍵一步。
“龍芯抗輻照芯片，突破了西方國(guó)家的技術(shù)封鎖，價(jià)格只是國(guó)外同等芯片的十分之一。”龍芯中科總裁、中科院計(jì)算技術(shù)研究所總工程師胡偉武自豪地說(shuō)。
但就在五年前的春天，龍芯和胡偉武本人還在經(jīng)歷極寒時(shí)刻：“賬上的錢(qián)，眼看都不夠發(fā)工資了。”
龍芯研發(fā)之初，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)給起了一個(gè)極接地氣的中文名，“狗剩”(godson)，寓意是名字賤一點(diǎn)兒、好養(yǎng)活。后來(lái)胡偉武帶著課題組骨干毅然告別中科院體制，組建龍芯中科公司，就是想擺脫對(duì)政府補(bǔ)貼“喂奶”的持續(xù)依賴(lài)，從伸手要經(jīng)費(fèi)，變?yōu)閺?a class="channel_keylink" href="/search.asp">市場(chǎng)賺經(jīng)費(fèi)。
市場(chǎng)的殘酷很快讓龍芯走到了徹底“斷奶”的關(guān)口。2013年，受同行業(yè)“漢芯造假”的負(fù)面影響波及，加上國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展遲緩，國(guó)家轉(zhuǎn)而支持幾家與國(guó)外企業(yè)合資、合作的芯片研發(fā)企業(yè)，龍芯的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)逐漸枯竭。
為了養(yǎng)活自己，龍芯緊跟特定客戶(hù)需求，開(kāi)始發(fā)力研制針對(duì)宇航、石油等行業(yè)的專(zhuān)用芯片，希望盡快獲得寶貴的現(xiàn)金流。“坐在桌邊，被對(duì)面的客戶(hù)指著鼻子罵，低頭聽(tīng)吧。”當(dāng)年市場(chǎng)拓展的艱辛，胡偉武記憶猶新，“有時(shí)甚至要放下尊嚴(yán)。”在不懈努力下，慢慢地，除了上天的衛(wèi)星芯片，入地的石油鉆井芯片，電動(dòng)汽車(chē)充電樁、紅綠燈、機(jī)頂盒等也開(kāi)始越來(lái)越多地搭載刻有“龍芯”字樣的芯片。
自主之痛
跳出巨頭掌控市場(chǎng)接軌難
面臨同樣困境的，不只是龍芯。因?yàn)楹Ｍ饩揞^建立的專(zhuān)利壁壘，已經(jīng)強(qiáng)大到很難繞開(kāi)。
“當(dāng)我們做出CPU，而且"芯"跳了。我們把它捧到手上，想獻(xiàn)給別人，中國(guó)卻沒(méi)有一家第三棒(下游)企業(yè)能接。”曾參與國(guó)產(chǎn)自主CPU方舟項(xiàng)目，又親歷永中Office產(chǎn)業(yè)化困局的業(yè)內(nèi)人士梁寧回憶，當(dāng)他們的自主芯片做出來(lái)后，因?yàn)闆](méi)有自主設(shè)計(jì)核心電路板的能力，沒(méi)有配套軟件可用，國(guó)產(chǎn)軟件遭遇格式不兼容及不盡如人意的用戶(hù)體驗(yàn)，最終“潰敗如山”。
目前，我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)主要建立在Wintel(Intel的CPU和微軟Windows操作系統(tǒng))和AA(基于ARM指令集的CPU和谷歌Android操作系統(tǒng))兩大技術(shù)平臺(tái)上，接受與這兩大平臺(tái)合作，在對(duì)方的技術(shù)體系中做開(kāi)發(fā)，不僅出成果更快，在應(yīng)用層面與市面上主流操作系統(tǒng)、軟件等的兼容也會(huì)順暢許多。如華為麒麟芯片、上海兆芯X86通用CPU的研發(fā)，就屬于這種模式，與市場(chǎng)接軌相對(duì)容易。但風(fēng)險(xiǎn)也不容回避，因?yàn)锳RM和英特爾授權(quán)到期就得再購(gòu)買(mǎi)，外商每一次更新指令集還得購(gòu)買(mǎi)。
胡偉武毅然選擇了自主程度更高、風(fēng)險(xiǎn)也更高的研發(fā)模式，“每一行源代碼都要自己寫(xiě)。”在他看來(lái)，在別人掌控的技術(shù)體系中做產(chǎn)品，不可能形成安全可控的信息技術(shù)體系。這份執(zhí)著堅(jiān)持，也讓龍芯付出了沉重代價(jià)。時(shí)至今日，普通消費(fèi)者依然還用不上搭載龍芯處理器的筆記本電腦。
原因很簡(jiǎn)單，一方面龍芯電腦在價(jià)格和性能上與主流電腦相比毫無(wú)優(yōu)勢(shì)，另一方面，這些電腦不能兼容Windows操作系統(tǒng)，與之匹配的購(gòu)物、游戲、炒股等各種應(yīng)用軟件少之又少。
持續(xù)碰壁之后，龍芯團(tuán)隊(duì)終于意識(shí)到，芯片設(shè)計(jì)難度大，但與市場(chǎng)接軌的相關(guān)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度更大。
“生態(tài)圈”起步
研發(fā)“長(zhǎng)跑”力爭(zhēng)走進(jìn)百姓家
2018年4月18日晚，在中科院計(jì)算所的會(huì)議上，當(dāng)一張羅列著2017年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的圖表出現(xiàn)在大屏幕上時(shí)，會(huì)場(chǎng)氣氛一下變得壓抑低沉。
圖表中的數(shù)據(jù)看起來(lái)令人悲觀：在中國(guó)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信設(shè)備、內(nèi)存設(shè)備、顯示及視頻系統(tǒng)五大系統(tǒng)中，超過(guò)一半以上的核心集成電路芯片國(guó)產(chǎn)率為“0”，即便是國(guó)產(chǎn)率最高的移動(dòng)通信終端處理器芯片，這一數(shù)字也只不過(guò)是22%。
拋開(kāi)市場(chǎng)份額不說(shuō)，潛心發(fā)展多年后，國(guó)產(chǎn)自主芯片的技術(shù)水平到底如何?
胡偉武坦言，除了在北斗衛(wèi)星等國(guó)之重器中的應(yīng)用，龍芯在行業(yè)、民用市場(chǎng)的應(yīng)用還是以低端芯片為主，性能超過(guò)了國(guó)外主流CPU低端系列產(chǎn)品。預(yù)計(jì)龍芯3A4000、3A5000研制成功后，性能會(huì)向世界中高端產(chǎn)品逼近，屆時(shí)將可以大力拓展大眾消費(fèi)市場(chǎng)。
“龍芯已經(jīng)走了18年，再干12年，這條路應(yīng)該走得通。”年過(guò)半百、頭發(fā)花白的胡偉武，為這場(chǎng)30年“長(zhǎng)跑”定下的目標(biāo)，就是圍繞龍芯建立一套完整的軟硬件體系，形成獨(dú)立自主的國(guó)產(chǎn)芯片“生態(tài)圈”。
為了改進(jìn)用戶(hù)體驗(yàn)，龍芯著力于應(yīng)用程序編程接口和軟硬件交互的大幅優(yōu)化，與金山公司、紫光股份、搜狗輸入法等合作，提升龍芯電腦的兼容適配性。龍芯還在開(kāi)源社區(qū)上公布了最新操作系統(tǒng)“Loongnix”，吸引開(kāi)發(fā)者入駐參與。
經(jīng)過(guò)多年努力，圍繞龍芯CPU進(jìn)行下游產(chǎn)品研發(fā)的單位已有500多家，技術(shù)人員達(dá)上萬(wàn)人，基于自主可控CPU的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈初步形成。
但是，要建立起與Wintel體系、AA體系相抗衡的第三大IT自主體系，即便是有中國(guó)龐大的潛在應(yīng)用規(guī)模作為支撐，依然是無(wú)比艱巨的任務(wù)。
對(duì)此，不少業(yè)界人士指出，“中國(guó)芯”的崛起，要依靠多條腿走路，在海外成熟平臺(tái)的基礎(chǔ)上研發(fā)新品和保障黨政軍信息系統(tǒng)安全的純自主模式將長(zhǎng)期并存。
