AI芯片:前沿技术与创新未来
张臣雄
前言
人工智能(Artificial Intelligence,AI)正在影响各行各业,并将极大地影响人们的工作和生活。而AI技术的核心之一就是AI芯片。从利用图形处理器作为最初的深度学习加速芯片开始,到专门为AI定制的五花八门的专用芯片,在短短几年的时间里,AI芯片就飞速发展成为一个新兴的产业。各大公司和研究机构、高等院校纷纷成立专门的AI研究机构,研究AI算法、模型和硬件(即AI芯片),有的大学甚至还为本科生开设了AI课程,以培养社会急需的AI人才。
从最初深度学习加速器的产业化,到基于神经形态计算的类脑芯片迅速发展,AI芯片在数年内取得了巨大进步。在未来5年或更长时间内,我们期待基于新型存储器、利用存内计算的深度学习AI芯片能够产业化,同时期待类脑芯片逐渐取代深度学习AI芯片。按照现在的技术发展轨迹,我们或许可以预测10~20年后AI芯片的形态:除了比现在强大得多的性能、极低的功耗外,它将不是现在这样硬邦邦的一块硅片,而可能是可弯曲、可折叠甚至全透明的薄片,可以随时按需打印,可以植入人类体内,甚至可能是一种用蛋白质实现或依照DNA计算、量子计算原理设计的AI芯片。
在这样一个科技飞速发展的时代,颠覆性的创新(包括基础理论的创新)正不断出现。AI的发展包含了两个并行发展和演进的领域:一个是“AI发现”领域,这个领域包含了不断在创新的新型神经网络和算法;另一个是“AI实现”领域,即如何通过芯片用最佳的架构、电路、器件和新的材料实现算法。如果要在核心关键技术方面迎头赶上,我们必须加强上述两个领域的基础研究和应用研究。
在这样的形势下,关于AI的研究成果和专利正呈现出爆炸式的增长,每个月、每周,甚至每天都会出现大量新的创想、新的论文,而基于新算法所实现的AI芯片,也已达到令人“眼花缭乱”的地步。AI领域不再是前几年只有几棵“大树”的景况,如今它已经变成了一片辽阔的“森林”。…