智能計(jì)算機(jī)是我國(guó)建立自主可控和開(kāi)放產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)嗎？

盡管智能芯片通常以加速器（PCI－E卡）的方式依附于通用計(jì)算機(jī)部件，獨(dú)立性受限，但是以智能芯片、系統(tǒng)、算法和行業(yè)應(yīng)用為代表的智能計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)仍是一個(gè)難得的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，至少為我們提供了在特定應(yīng)用領(lǐng)域建立自主可控和開(kāi)放產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)。

通用計(jì)算機(jī)發(fā)展遇到了巨大的技術(shù)障礙，在特定領(lǐng)域做軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)是國(guó)際學(xué)術(shù)界的共識(shí)。人工智能和大數(shù)據(jù)有融合的趨勢(shì)，無(wú)論在端（IoT）、數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算機(jī)，還是在最新涌現(xiàn)的邊緣計(jì)算（edge computing），應(yīng)用的深度和廣度都在增加，而我國(guó)在智能計(jì)算領(lǐng)域有一批和國(guó)際同行齊頭并進(jìn)的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)。例如，中科院計(jì)算所的“寒武紀(jì)”是大規(guī)模深度學(xué)習(xí)加速器的國(guó)際先行者；本文作者擔(dān)任執(zhí)行委員會(huì)主席的國(guó)際開(kāi)放基準(zhǔn)測(cè)試委員會(huì)（BenchCouncil， http：／／www．benchcouncil．org）聯(lián)合國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先機(jī)構(gòu)研究與開(kāi)發(fā)了面向?IoT（端）、Edge（邊緣）、數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算機(jī)的人工智能和大數(shù)據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)BigDataBench，將為產(chǎn)業(yè)的良性競(jìng)爭(zhēng)提供評(píng)價(jià)依據(jù)。Bench Council?在?2019?年發(fā)起了人工智能實(shí)驗(yàn)床“泰”計(jì)劃，為人工智能等新技術(shù)的評(píng)測(cè)、模擬、驗(yàn)證、教育、培訓(xùn)和推廣提供統(tǒng)一的平臺(tái)，有望成為智能計(jì)算產(chǎn)業(yè)的加速器，受到國(guó)際高性能計(jì)算權(quán)威媒體?HPC Wire、新華社等媒體廣泛關(guān)注。我國(guó)不少企業(yè)也積累了海量的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)和針對(duì)特定領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)算法。

我國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有著深厚的積累，智能計(jì)算又為這個(gè)領(lǐng)域夯實(shí)了基礎(chǔ)。例如，在高能物理、天氣預(yù)報(bào)、宇宙學(xué)，基于深度學(xué)習(xí)的算法提供了新的計(jì)算途徑。智能超級(jí)計(jì)算機(jī)將成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

智能計(jì)算機(jī)整體上仍然依賴(lài)于通用計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，我們不需要重起爐灶，可以借助整體計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；而智能計(jì)算機(jī)作為一個(gè)重要的主干分支，可以相對(duì)獨(dú)立發(fā)展，獲得完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。

隨著對(duì)智能計(jì)算這個(gè)領(lǐng)域有著更深地理解，我們會(huì)發(fā)展出更通用的計(jì)算抽象，從而研發(fā)出能適用更多應(yīng)用場(chǎng)景的相對(duì)通用的計(jì)算系統(tǒng)。例如，我們最近的工作將大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法（深度學(xué)習(xí)是其中一個(gè)分支）統(tǒng)一為?8?類(lèi)基本計(jì)算單元^［7］，包括矩陣計(jì)算、圖計(jì)算、邏輯計(jì)算、變換計(jì)算、采樣計(jì)算、集合計(jì)算、排序計(jì)算、統(tǒng)計(jì)計(jì)算，而每一個(gè)大數(shù)據(jù)分析或者機(jī)器學(xué)習(xí)負(fù)載都可以認(rèn)為是一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算單元的組合。在這個(gè)工作基礎(chǔ)上研究的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有望適應(yīng)更多的大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用場(chǎng)景。這樣的研究努力旨在避免為每一類(lèi)應(yīng)用單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)加速器。不難想象，如果在一個(gè)通用計(jì)算部件上增加大量不同類(lèi)型的加速器，必然給資源共享設(shè)置技術(shù)障礙。

綜合以上原因，有理由相信我國(guó)有機(jī)會(huì)在此基礎(chǔ)上發(fā)展一個(gè)相對(duì)自主可控并兼顧開(kāi)放的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)然，我國(guó)在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上仍然存在顯著不足。例如，在智能系統(tǒng)上，我們依賴(lài)于?TensorFlow?等開(kāi)源系統(tǒng)；而在算法上，我們依賴(lài)于大量的開(kāi)源項(xiàng)目。考慮到?Google?等公司申請(qǐng)了大量的專(zhuān)利，這些可能成為先進(jìn)國(guó)家出口管控的依據(jù)。據(jù)中美兩國(guó)執(zhí)業(yè)律師金依依的分析，這些國(guó)家已經(jīng)發(fā)布了征求意見(jiàn)的管控草案。另外，智能芯片以?PCI－E?卡的方式存在，依賴(lài)于現(xiàn)有通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一旦通用芯片和系統(tǒng)被管控，仍然會(huì)出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象。然而冰凍三尺非一日之寒，我國(guó)如果無(wú)法建立有競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)體系，只能全盤(pán)復(fù)制，或在枝干或旁枝末節(jié)處改進(jìn)已發(fā)展好的成熟技術(shù)。

基于這些理由，Bench Council?聯(lián)合相關(guān)方于?2019年?6?月將共同主辦?BenchCouncil 2019?國(guó)際智能計(jì)算機(jī)大會(huì)，以研討、展覽和路演智能芯片、系統(tǒng)、算法、腦科學(xué)、智慧醫(yī)療、金融、社會(huì)治理、教育、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為目標(biāo)；并同期舉辦?Bench Council?國(guó)際人工智能系統(tǒng)大賽，在?Bench Council?人工智能實(shí)驗(yàn)床上舉辦“寒武紀(jì)”、RISC－V、X86?系統(tǒng)競(jìng)賽以及算法競(jìng)賽，培養(yǎng)人工智能后備人才。