寒武纪——中国人工智能未来的希望

一、“寒武纪”意喻人工智能时代即将迎来大爆发

大约6亿年前———在地质学上被称作“寒武纪”的时代，大量无脊椎动物在短时间内迅速出现，被称作“寒武纪生命大爆发”。中科院计算所陈云霁、陈天石团队将研发的全球首款人工智能处理器命名为“寒武纪”，也意喻着人工智能即将迎来大爆发的时代。

2016年3月，陈天石、陈云霁合伙创立了寒武纪科技公司，该公司是全球第一个成功流片并拥有成熟产品的智能芯片公司，拥有终端和服务器两条产品线。公司推出的寒武纪1A处理器（Cambricon-1A）是世界首款商用深度学习专用处理器，面向智能手机、安防监控、可穿戴设备、无人机和智能驾驶等各类终端设备，在运行主流智能算法时性能功耗比全面超越CPU和GPU。

中科寒武纪科技有限公司在中关村挂牌成立的那天，正是“AlphaGo”与李世石激战正酣之时。“智能时代迟早要到来。”中科院计算所研究员陈云霁说，“每个时代都有其核心的物质载体，比如工业时代的蒸汽机、信息时代的通用CPU，智能时代也将会出现这个核心载体。”

陈云霁曾这样来解释自己的灵感来源：“人的大脑是已知最智能的物体。如果能把大脑中神经元和突触数字化抽象出来，这样的数字化网络某种程度上可能就继承了人脑对信息的处理能力。”

一方面，神经网络是智能处理的好方法；另一方面，通用处理器在这方面效率很低。“如果要用通用处理器搭建一个人脑规模突触的神经网络，可能需要建一个电站来给它供电了。”陈云霁解释，即使是之前大出风头的“阿尔法狗”也需要大量的机房设备、专家团队，以及高昂的成本。

为什么不能用人工智能的办法来设计一款专门的芯片呢？“寒武纪”恰恰解决了这一问题：它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，还通过设计专门存储结构和指令集，每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触，功耗却只有原来的1/10，未来甚至有希望把整个“阿尔法狗”的系统都装进手机。

陈云霁演示了“寒武纪”的强大功能——将这款深度神经网络处理器嵌入计算机后，其图像识别能力要显著地优于通用处理器，而这仅是“寒武纪”的本领之一。“嵌入‘寒武纪’后，手机、电脑等智能终端对音频、视频的理解速度和能力会有明显的提高。”他说。

二、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。

2017年8月，寒武纪科技完成1亿美元A轮融资。由国投创业（A轮领投方），阿里巴巴创投、联想创投、国科投资、中科图灵、元禾原点（天使轮领投方）、涌铧投资（天使轮投资方）联合投资。

三、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1983年出生于江西南昌，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。”

如今，两兄弟间还多了一层关系———创业合伙人。哥哥陈云霁仍在计算所担任研究员，但此前的研究更注重学术界的认可和评价，现在则完全以市场技术需求为重。而弟弟陈天石则全心全意当起了“寒武纪”公司的CEO。陈云霁坦言，如果不是有血缘纽带的亲兄弟，以他们的争执频率和激烈程度，可能早就分道扬镳了。

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。”