陈云霁、陈天石团队研发的芯片“寒武纪1A”可胜任复杂多层神经网络运算
兄弟俩让人工智能更智能

陈云霁（右）与陈天石兄弟。

　　正如工业时代的蒸汽机和内燃机、信息时代的通用处理器，每个时代都有核心的物质载体，人工智能时代也不例外。

　　在2016世界互联网大会上，中国科学院计算技术研究所发布的“寒武纪1A”（Cambricon—1A）深度神经元网络处理器入选“世界互联网领先科技成果”。地质学上的“寒武纪”是大量无脊椎动物出现的生命大爆发时代，而在“造芯”路上，由陈云霁、陈天石兄弟俩领衔的团队将这一小块可以胜任复杂多层人工神经网络运算的人工智能芯片命名为“寒武纪”，意喻着人工智能即将迎来大爆发。

　　芯片从研发、量产到商用，是一个以年为单位的周期

　　作为最广为人知的人工智能代表，“阿尔法狗”（AlphaGo）在今年3月9日与韩国棋手李世石的较量中胜出，一战成名。围棋每回合有250种可能，棋盘上的排列组合比宇宙中的原始原子还多，所以“阿尔法狗”抛弃了以往单纯“穷举”的计算方式，转而像人类一样思考。不少人因此将“阿尔法狗”的胜利视为人工智能时代来临的标志性事件。

　　然而，“阿尔法狗”的效率并不像比赛结果那样有冲击力。它不但使用了约170个图形处理器和1200个中央处理器，还需要海量的机房设备，庞大的专家团队，高昂的运维成本……普通人想使用人工智能技术，似乎还有很长的路要走。

　　当“阿尔法狗”与李世石激战正酣之际，为打造产学研的新链条，方便将研究成果产业化之后推向市场，原本在中科院计算所担任研究员的陈云霁和陈天石兄弟创办了中科寒武纪科技有限公司。哥哥陈云霁仍在计算所担任研究员，从事基础科技研发，弟弟陈天石则当起了公司的首席执行官，共同研发“寒武纪1A”深度神经元网络处理器。

　　“寒武纪1A”或许可以从某种程度上弥补“阿尔法狗”的不足。作为世界上第一款模拟人类神经元和突触进行深度学习的深度神经网络处理器，“寒武纪1A”可以在计算机中模拟神经元和突触的计算，对信息进行智能处理。为了让这个深度神经元网络连接更快，“寒武纪1A”还设计了专门的存储结构，以及完全不同于通用处理器的指令集。“它每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触，功能非常强大，功耗却只有原来的1/10。未来，甚至可以把整个‘阿尔法狗’的系统都装进手机里去。”中科院计算所所长孙凝晖表示。

　　目前，寒武纪公司正紧锣密鼓地将自己的芯片推向产业化。陈天石介绍说：“芯片从研发、量产到商用，是一个以年为单位的周期，所以在明年，大家将可以在市面上看到使用寒武纪技术的芯片产品，比如在手机、安防监控等智能终端和云端服务器上。”

　　做研究是个“百川到海”的过程，闭门造车只有死路一条

　　“寒武纪”团队如同它的名字一样充满活力，成员的平均年龄只有25岁，但是他们中的大多数人都已是芯片设计开发和人工智能研究的“老兵”了。“很多骨干成员在校期间已开始从事相关领域的工作。”陈天石不无骄傲地说。

　　作为我国第一个专门从事计算机科学技术综合性研究的学术机构，中科院计算所成功研制了我国首枚通用中央处理器芯片——“龙芯一号”。而当时作为计算所研究员的陈云霁就曾是“龙芯”团队的成员。陈云霁喜欢用“瑞士军刀和菜刀”来比喻通用处理器和深度学习处理器的关系：“瑞士军刀虽然功能多，但是做菜的时候，还是菜刀得心应手，在智能处理方面，‘寒武纪’就是一把好用的菜刀。”

　　“我的研究方向是芯片，陈天石主要是做人工智能，所以当年我们思考未来科技发展的方向时，很自然就决定‘合体’做人工智能芯片。”陈云霁用“一起找点事做”来解释两兄弟最早涉足深度学习处理器的缘起：“一开始有些巧合，人工智能芯片确实能把我们的研究方向结合起来，后来我们发现，这个方向找对了。”

　　团队自组建伊始就坚持芯片和人工智能“两条腿走路”。陈天石认为，找方向也不能全靠运气：“从2009年开始，我们先后做了两件事，一是用人工智能技术来辅助设计通用处理器，二是设计人工智能的专用处理器。”

　　研究方向虽然很超前，但闭门造车也只有死路一条。“寒武纪”团队从一开始就把眼界放得很宽，他们先后与法国国家信息与自动化研究所（Inria）等多家国内外科研机构展开合作。团队的一些早期科研成果也是和一些国内外研究机构共同合作完成的，合作的学术论文也多次荣获计算机体系机构顶级会议的最佳论文奖。“做研究是个‘百川到海’的过程，所以我们在研究过程中一直保持开放的态度。”陈天石表示。

　　对人工智能无需心存恐惧，人类的大脑才是“问题求解器”的集大成者

　　陈云霁、陈天石兄弟俩的成长轨迹惊人的相似。陈云霁9岁入读南昌市第十中学，5年后考入中国科学技术大学少年班，并在2002年进入了中科院计算所。而小陈云霁两岁的陈天石几乎是沿着哥哥的脚步拾级而上，从中科大少年班一步步地踏入计算所。“我们两个成长轨迹这么接近，有必然性，也有巧合。”陈云霁笑着说：“陈天石对我从来是不服气的。觉得我们天天玩在一起，你也不比我聪明，你能上少年班，我也能上，后面的每一步也是一样。”

　　兄弟二人既不认同“天才”之类的标签，也不觉得他们的科研之路遍布荆棘，更不认为有什么“金苹果”存在。“困难是一直都有的，但是总体上还是顺利的，没有什么‘故事里的事’。”陈天石笑着说：“窝在宽敞明亮的实验室里，从早到晚想问题、写代码，困难就一个个地克服了。”

　　陈云霁与陈天石的性格截然不同，他们经常会为一个问题‘争执’很久。“我比较大胆，愿意去尝试新事物，陈天石比较小心谨慎。”陈云霁觉得这样的互补很有益：“在面对复杂问题时，我们争执后做出的决定，在保证创新的同时，还能规避风险。”

　　陈云霁认为“寒武纪1A”可以解决两个方面的问题：一是显著提升计算机系统在人工智能领域的运算效能，可以超过传统中央处理器和图形处理器芯片两个数量级；二是终端产品的离线智能化，“尤其是后者，让很多用户数据不必上传，保证了信息安全。”

　　谈及人工智能的未来，陈天石说，人类的大脑才是“问题求解器”的集大成者，“人们对人工智能寄予了很多美好的愿望，但是仍要怀着对人类和自然的敬畏之心。”　（记者 谷业凯）