管窥AI芯片国内外现状

作者：吴军宁

中科院自动化所集成中心

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如果说2016年3月份AlphaGo与李世石的那场人机大战只在科技界和围棋界产生较大影响的话，那么2017年5月其与排名第一的世界围棋冠军柯洁的对战则将人工智能技术推向了公众视野。阿尔法狗（AlphaGo）是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能程序，由谷歌（Google）旗下DeepMind公司戴密斯·哈萨比斯领衔的团队开发，其主要工作原理是“深度学习”。

其实早在2012年，深度学习技术就已经在学术界引起了广泛地讨论。在这一年的ImageNet大规模视觉识别挑战赛ILSVRC中，采用5个卷积层和3个全连接层的神经网络结构AlexNet，取得了top-5（15.3%）的历史最佳错误率，而第二名的成绩仅为26.2%。从此以后，就出现了层数更多、结构更为复杂的神经网络结构，如ResNet、GoogleNet、VGGNet和MaskRCNN等，还有去年比较火的生成式对抗网络GAN。

不论是赢得视觉识别挑战赛的AlexNet，还是击败围棋冠军柯洁的AlphaGo，它们的实现都离不开现代信息技术的核心——处理器，不论这个处理器是传统的CPU，还是GPU，还是新兴的专用加速部件NNPU（NNPU是Neural Network Processing Unit的简称）。在计算机体系结构国际顶级会议ISCA2016上有个关于体系结构2030的小型研讨会，名人堂成员UCSB的谢源教授就对1991年以来在ISCA收录的论文进行了总结，专用加速部件相关的论文收录是在2008年开始，而在2016年达到了顶峰，超过了处理器、存储器以及互联结构等三大传统领域。而在这一年，来自中国科学院计算技术研究所的陈云霁、陈天石研究员课题组提交的《一种神经网络指令集》论文，更是ISCA2016最高得分论文。

在具体介绍AI芯片国内外之前，看到这里有部分读者或许会产生这样的疑惑：这不都是在说神经网络和深度学习吗？那么我觉得有必要对人工智能和神经网络的概念进行阐述，特别是2017年工信部发布的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》中，对发展目标的描述很容易让人觉得人工智能就是神经网络，AI芯片就是神经网络芯片。

转自：中国科学院自动化研究所