北京2021年10月28日 /美通社/ -- “人工智能帶來指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的算力需求，一方面多樣化的智能場(chǎng)景需要多元化的算力，巨量化的模型、數(shù)據(jù)和應(yīng)用規(guī)模需要巨量的算力，算力已經(jīng)成為人工智能繼續(xù)發(fā)展的重中之重；另一方面從芯片到算力的轉(zhuǎn)化依然存在巨大鴻溝，多元算力價(jià)值并未得到充分釋放。如何快速完成多元芯片到計(jì)算系統(tǒng)的創(chuàng)新，已經(jīng)成為推動(dòng)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”在10月26日舉行的2021人工智能計(jì)算大會(huì)（AICC2021）上，中國工程院院士、浪潮首席科學(xué)家王恩東闡釋了計(jì)算系統(tǒng)創(chuàng)新在計(jì)算到智算轉(zhuǎn)變的產(chǎn)業(yè)新格局下的重大意義。
隨著人工智能在算法領(lǐng)域的不斷突破，不同數(shù)值精度帶來了跨度更大的計(jì)算類型，對(duì)計(jì)算芯片指令集、架構(gòu)的要求更加細(xì)分。圖靈獎(jiǎng)獲得者 John Hennessy和 David Patterson共同發(fā)表的《計(jì)算機(jī)架構(gòu)的新黃金時(shí)代》中提出：當(dāng)摩爾定律不再適用，一種更以硬件為中心的針對(duì)特定問題領(lǐng)域定制設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)的方法DSAs(Domain-Specific Architectures)會(huì)成為主導(dǎo)，這種設(shè)計(jì)的核心在于針對(duì)特定問題或特定領(lǐng)域來定義計(jì)算架構(gòu)。基于DSAs思想設(shè)計(jì)的AI芯片，在特定AI工作負(fù)載上表現(xiàn)出遠(yuǎn)超通用芯片的處理能力，大大推動(dòng)了AI芯片的多元化發(fā)展。
王恩東認(rèn)為，芯片多元化為產(chǎn)業(yè)AI化的加速提供了重要的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和更加豐富的選擇。但是，芯片從造出來到大規(guī)模用起來，還存在巨大的產(chǎn)業(yè)鴻溝，“因此，如何將百花齊放的AI芯片轉(zhuǎn)變成一個(gè)通用性強(qiáng)、綠色高效、安全可靠的計(jì)算系統(tǒng)，變得至關(guān)重要。”
然而，由于AI芯片在單一計(jì)算系統(tǒng)中往往高密度集成，帶來系統(tǒng)功耗、總線速率、電流密度的不斷提升，AI計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面臨巨大挑戰(zhàn)。例如一臺(tái)浪潮AI服務(wù)器，需要整合超過10000個(gè)零部件，包含50多類專用芯片、30多個(gè)技術(shù)方向以及100多種傳輸協(xié)議，涉及到材料、熱力學(xué)、電池技術(shù)、流體力學(xué)、化學(xué)等一系列學(xué)科；需要經(jīng)歷30多個(gè)流程、150多種加工和制造的工藝、280多個(gè)關(guān)鍵過程的控制點(diǎn)，如何確保整個(gè)系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)非常精細(xì)且復(fù)雜的工程。
“從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到運(yùn)載火箭，要在循環(huán)、控制、結(jié)構(gòu)等很多領(lǐng)域做大量的工作。芯片到計(jì)算系統(tǒng)同樣如此，需要完成體系結(jié)構(gòu)、信號(hào)完整性、散熱、可靠性等大量系統(tǒng)性設(shè)計(jì)工作。”王恩東院士用一個(gè)生動(dòng)形象的比喻，描述了計(jì)算系統(tǒng)創(chuàng)新的難度。
值得關(guān)注的是，計(jì)算系統(tǒng)創(chuàng)新的根本目的，就是要讓算力、算法和數(shù)據(jù)去服務(wù)數(shù)字經(jīng)濟(jì)，去支撐科研創(chuàng)新，去推動(dòng)智慧轉(zhuǎn)型，這就需要加大以智算中心為代表的新型人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以此推動(dòng)AI產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)AI化和政府治理的智能化。
對(duì)此，王恩東院士強(qiáng)調(diào)說：“我們一方面要重視智算系統(tǒng)的創(chuàng)新，加大人工智能新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，把從技術(shù)到應(yīng)用的鏈條設(shè)計(jì)好，從體系結(jié)構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件、開發(fā)環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域形成既分工明確又協(xié)同創(chuàng)新的局面。同時(shí)，也要加快推動(dòng)開放標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，通過統(tǒng)一的、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，將多元化算力轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)度的資源，讓算力好用、易用。”
