類(lèi)腦芯片是人工智能芯片中的一種架構。它模擬人腦進(jìn)行設計，相比于傳統芯片，在功耗和學(xué)習能力上具有更大優(yōu)勢。類(lèi)腦芯片的研究就是基于微電子技術(shù)和新型神經(jīng)形態(tài)器件的結合，希望突破傳統計算架構，實(shí)現存儲與計算的深度融合，大幅提升計算性能、提高集成度、降低能耗。
8月底，由新氦類(lèi)腦智能主辦的“2019新氦AI芯片論壇暨國際智能電子與系統學(xué)術(shù)討論會(huì )”在上海市楊浦區長(cháng)陽(yáng)創(chuàng )谷隆重召開(kāi)。期間，國內外20多位產(chǎn)學(xué)研各方向專(zhuān)家、企業(yè)家針對“人工智能與類(lèi)腦智能的趨勢”、“算法與芯片的發(fā)展方向“展開(kāi)了深度探討。
類(lèi)腦計算——人工智能的新基石
類(lèi)腦計算借鑒大腦中進(jìn)行信息處理的基本規律，在硬件實(shí)現與軟件算法等多個(gè)層面，對于現有的計算體系與系統做出本質(zhì)的變革，從而實(shí)現在計算能耗、計算能力與計算效率等諸多方面的大幅改進(jìn)。作為一種借鑒人腦結構存儲、處理信息方式發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，類(lèi)腦計算將是人工通用智能的基石。
在本次論壇中，四川大學(xué)類(lèi)腦計算研究中心主任唐華錦為我們介紹了大腦進(jìn)行編碼的原理，與超級計算機對比，類(lèi)腦計算擁有百億個(gè)神經(jīng)元、百萬(wàn)億個(gè)突觸，還有大量平行的尖峰神經(jīng)元，計算能力更強。
立足于類(lèi)腦計算前沿，類(lèi)腦計算研究中心主要進(jìn)行類(lèi)腦計算、感知信息處理核智能硬件、大規模腦認知計算網(wǎng)絡(luò )、類(lèi)腦計算芯片和軟件、智能機器人的研究，并且與國際和國內頂尖類(lèi)腦研究機構建立了密切合作關(guān)系，以期帶動(dòng)以類(lèi)腦計算為核心的人工智能算法、類(lèi)腦芯片和感知器、智能機器人的技術(shù)創(chuàng )新。
如今人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，邊緣計算已經(jīng)成為驅動(dòng)因素之一，并且希望盡可能的實(shí)現對人腦結構的模擬，極力將機器打造得像人一樣思考和工作，讓決策更加擬人化、更加精確。藍海智能總裁John Rowland認為NVM的下一代技術(shù)將會(huì )進(jìn)一步實(shí)現功耗下降，在未來(lái)還會(huì )有很多其他新的領(lǐng)域，但無(wú)論何種解決方案，低功耗、高效率都將是不變的主題。
斯坦福大學(xué)托馬斯·李教授通過(guò)美國通訊領(lǐng)域的歷史，為我們展望了半導體行業(yè)的未來(lái)，他講到“我們希望能夠做全運用的加速，而并不是特定的場(chǎng)景加速而已，因為畢竟在未來(lái)場(chǎng)景是隨時(shí)出現的，我們希望所有場(chǎng)景都能實(shí)現實(shí)時(shí)的場(chǎng)景，能全面的提升。”同時(shí)托馬斯·李教授還對邊緣計算的實(shí)時(shí)性，延遲性等等發(fā)表了自己的看法及觀(guān)點(diǎn)，具體的演講視頻及演講內容，歡迎關(guān)注“Neuhelium新氦”公眾號進(jìn)行觀(guān)看。
來(lái)自法國新能源與原子能委員會(huì )的艾哈邁德·杰拉亞主任也論壇中講到技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的應用，通過(guò)幾個(gè)實(shí)例介紹了如何做到更快更小更低功耗的半導體技術(shù)。有關(guān)邊緣AI的運用，提到類(lèi)腦的接口，包括甚至可以讓截癱的人再次行走的實(shí)際應用。
類(lèi)腦智能——未來(lái)人工智能的發(fā)展方向
類(lèi)腦智能有著(zhù)很好的應用前景，國內很多優(yōu)秀企業(yè)在類(lèi)腦芯片的研發(fā)、量產(chǎn)以及AI架構等方面都有不錯的成果。
信息通信技術(shù)革命經(jīng)歷了由電學(xué)、數字，到網(wǎng)絡(luò )再到智能的過(guò)程，如今的計算機越來(lái)越小，摩爾定理即將終結，物理限制效應越來(lái)越明確。會(huì )上，上海智能電子與系統研究院院長(cháng)鄭立榮為我們介紹了他們的研究成果：CNN專(zhuān)用處理芯片(Wolong)、CNN專(zhuān)用處理芯片(Log量化版)，而且芯片的面積還可以進(jìn)一步縮減。
不管是智慧家庭、智慧城市、還是智慧醫療、智能機器人等人工智能應用，AI芯片都是人工智能產(chǎn)業(yè)的核心部件。聯(lián)合微電子中心(香港)致力于提升AI芯片的功能，研發(fā)的機器學(xué)習硬件加速器和DNN加速器，基于GPU的應用程序，通過(guò)深度學(xué)習顯著(zhù)提高準確性，可以廣泛應用于物體識別、行為識別、人臉識別，并且擁有人臉識別、智能零售、自動(dòng)駕駛、室內監控、地面監控等廣泛的應用場(chǎng)景。
汽車(chē)電子發(fā)展也離不開(kāi)芯片的支持。隨著(zhù)智能網(wǎng)聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，車(chē)規級芯片對可靠性、大算力、安全性、集成度、低功耗等方面的要求也越來(lái)越高，芯馳科技的首席執行官仇雨菁女士表示未來(lái)芯片的迭代速度會(huì )更快，芯片從量產(chǎn)至汽車(chē)上市的時(shí)間，這個(gè)周期在會(huì )被壓縮的更短，而這對于芯片廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)將是更大的挑戰。
不僅AI芯片重要，AI架構的地位也不可忽視，可以說(shuō)一個(gè)好的AI架構是研發(fā)成功的第一步，只有更優(yōu)質(zhì)的AI架構才能開(kāi)發(fā)出更優(yōu)質(zhì)的芯片產(chǎn)品。新思科技人工智能實(shí)驗室主任/MLPerf工作組主席廖仁億表示傳統的智能芯片的發(fā)展經(jīng)過(guò)規范、設計、實(shí)施、檢驗、定案和驗證等過(guò)程，而新思的AI平臺從軟件到硅片，實(shí)現周期更短、質(zhì)量更好，也更加安全，并且會(huì )使用一些新的工具去發(fā)展、支持AI芯片的發(fā)展。
藍海智能的總裁羅強先生就“邊緣計算訓練芯片”進(jìn)行了演講，同時(shí)代表產(chǎn)業(yè)界表示，目前的技術(shù)邊緣計算快速的發(fā)展，是AI芯片進(jìn)步的驅動(dòng)因素之一，但是在未來(lái)，我們也將會(huì )取得更大的半導體領(lǐng)域的進(jìn)展，半導體技術(shù)的進(jìn)步也會(huì )給我們帶來(lái)更多的創(chuàng )新，我們很多制造商，會(huì )采用新的半導體技術(shù)，這些技術(shù)包括像臺機電等等，都在快速進(jìn)行開(kāi)發(fā)，他們可以為客戶(hù)有更加完整的解決方案，這些半導體技術(shù)，并不僅僅只增加性能，還可以降低功耗，并不是一個(gè)單位數的，而是指數級的，這是未來(lái)希望通過(guò)半導體技術(shù)所達到的效能。
在A(yíng)I芯片領(lǐng)域，中國的機會(huì )非常巨大，中國本身的市場(chǎng)很大，有數據、場(chǎng)景優(yōu)勢，最重要的是我們國家把它作為戰略來(lái)發(fā)展，大力扶持芯片產(chǎn)業(yè)。
作為重要的前沿科技領(lǐng)域，類(lèi)腦智能研究的大幕已經(jīng)拉開(kāi)，未來(lái)企業(yè)想成為AI領(lǐng)域的領(lǐng)導者，沒(méi)有類(lèi)腦芯片技術(shù)的加持，將舉步維艱。
目前所面臨的挑戰
類(lèi)腦智能的發(fā)展為我們帶來(lái)了新的機遇，比如在汽車(chē)行業(yè)，汽車(chē)亟需更多的電力、更加智能化應用等;與此同時(shí)，我們也面臨著(zhù)更多新的挑戰。
主要挑戰是缺少人才。從算法、計算框架，到整個(gè)芯片的實(shí)現，我國人才都十分匱乏，需要全面、大力培養人才來(lái)支持AI產(chǎn)業(yè)。
現在的模型，比如說(shuō)深度學(xué)習，要么做視覺(jué)識別，要么語(yǔ)音識別，只是模擬類(lèi)似單一的腦區，而我們的大腦是由不同的腦區來(lái)完成不同的功能，多個(gè)腦區之間又有聯(lián)合學(xué)習的能力。為了真正讓類(lèi)腦智能更加靈活，我們應該借鑒大腦復雜的多腦區結構，完成多腦區協(xié)同學(xué)習，只是現在還沒(méi)有統一的架構來(lái)滿(mǎn)足多腦區靈活學(xué)習需求，這將是未來(lái)的重要研究方向。
目前深度學(xué)習、人工智能所用的平臺工具都是開(kāi)放、開(kāi)源型，且基本上為國際企業(yè)所提供;需要國內企業(yè)努力，做出一個(gè)符合本土AI需求的框架，盡早彌補我國從研究、開(kāi)發(fā)，到維護整個(gè)平臺工具鏈條這一薄弱環(huán)節。
開(kāi)源降低了本土企業(yè)的研發(fā)門(mén)檻，但開(kāi)源的背后是國外大企業(yè)的支持，話(huà)語(yǔ)權并不在我們手里;在類(lèi)腦智能這個(gè)新領(lǐng)域里，中國企業(yè)或許可以一試。
未來(lái)市場(chǎng)巨大
從人臉識別、聲音識別、圖像識別，到游戲、自動(dòng)駕駛等等，人工智能可以說(shuō)無(wú)處不在，隨著(zhù)5G的進(jìn)一步普及，未來(lái)AI和5G市場(chǎng)潛力巨大。本土人工智能產(chǎn)業(yè)可利用海量數據引領(lǐng)全球AI行業(yè)發(fā)展。
由物聯(lián)網(wǎng)提供數據支撐，由AI提供解析方案，這將是從“萬(wàn)物互聯(lián)”到“萬(wàn)物智聯(lián)”的新途徑，其本質(zhì)是實(shí)現機器對物理世界的智能化感知。芮啟智能首席執行官環(huán)宇翔先生表示AIoT的處理具有邊緣化、智能傳感、低延時(shí)、低功耗以及保證隱私安全等特征。展望未來(lái)，算法和專(zhuān)用硬件是基礎，行業(yè)場(chǎng)景和行業(yè)經(jīng)驗是關(guān)鍵，而這一切的核心源于大量的數據，必須依賴(lài)于行業(yè)專(zhuān)家的支持經(jīng)驗，把數據轉化成想要的AI能提取的智能信息，這是AI得以實(shí)現的關(guān)鍵。
現階段人們需要更高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )硬件，以促進(jìn)類(lèi)腦芯片制造。斯德哥爾摩大學(xué)教授A(yíng)nders Lansner表示，腦科學(xué)能夠幫助我們實(shí)現這一目標，如何充分真正了解人類(lèi)大腦的運作機制，則需要結合神經(jīng)科學(xué)以及認知心理學(xué)這兩個(gè)學(xué)科，對于未來(lái)新一代的人工智能而言，我們需要深入的了解這些學(xué)科本身的內容以及背后的概念。
全球電子產(chǎn)業(yè)鏈制造重心在中國，中國制造業(yè)產(chǎn)值占世界制造業(yè)產(chǎn)值的比重不斷增加，同時(shí)中國半導體產(chǎn)值的增速也高于制造業(yè)產(chǎn)值增速，5G、汽車(chē)電子等方面的大力發(fā)展催生半導體擁有新機會(huì )。計算力、算法的提升，大量數據的儲備，以及中國廣泛的資本四大因素促進(jìn)了人工智能進(jìn)入繁榮期，而人工智能帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)變革大家都有目共睹。華登國際副總裁蘇東先生表示中國半導體產(chǎn)業(yè)的成功離不開(kāi)政策、產(chǎn)業(yè)鏈、市場(chǎng)以及人才的鋪墊。
人工智能的應用除了我們所熟知的自動(dòng)駕駛、智能家居等應用領(lǐng)域外，還能賦能升級線(xiàn)下零售。阿里、天貓、京東等線(xiàn)上零售的交易額非常巨大，而線(xiàn)下零售產(chǎn)值是線(xiàn)上的四倍多;另外，線(xiàn)下零售的流量更優(yōu)質(zhì)。Aibee算法科學(xué)家翁仁亮表示：線(xiàn)下場(chǎng)景數字化可以與線(xiàn)上數據打通，以及電子商務(wù)跟線(xiàn)下零售打通，這對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，讓零售可以做得更為精確。
可以想象，未來(lái)“類(lèi)腦智能”將形成新型智能形態(tài)，并且利用其強大的感知、記憶、推理、學(xué)習能力以及機器智能體的信息整合、搜索、計算能力為各行各業(yè)賦能，給我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)更大的便利。
新氦類(lèi)腦智能的啟示
從深度學(xué)習的角度來(lái)說(shuō)，我們起步比國外晚很多，從平臺角度來(lái)說(shuō)，都有自己的平臺，幾乎能夠統治深度學(xué)習的江山，然而在類(lèi)腦智領(lǐng)域里面，還沒(méi)有出現一家獨大的情況，像新氦類(lèi)腦智能，國內的類(lèi)腦中心復旦大學(xué)，以及清華大學(xué)等高校和機構，已是中國類(lèi)腦智能的領(lǐng)頭羊。作為類(lèi)腦芯片產(chǎn)業(yè)的新生力量，新氦類(lèi)腦智能公司正在加速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉化，為各類(lèi)型技術(shù)團隊及企業(yè)提供專(zhuān)家支持，行業(yè)資源，對接各類(lèi)型人工智能應用場(chǎng)景。
新氦類(lèi)腦智能研發(fā)與轉化功能型平臺由國際頂級芯片及人工智能行業(yè)專(zhuān)家領(lǐng)銜，配備前沿的芯片設計、仿真及測試驗證環(huán)境，加強應用基礎研究，拓展實(shí)施國家重大科技項目，突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng )新，作為世界領(lǐng)先的技術(shù)平臺，立足上海面向全球。