陈云霁：人工智能是值得我投入毕生精力的“星辰大海”

2018年2月，世界权威学术期刊《Science》刊登了一篇名为《China's AI Imperative》的文章，将陈云霁团队的深度学习处理器芯片研究成果评论为“开创性进展”、该领域的“先驱”、“公认的引领者”。这也表明，中国团队在深度学习处理器领域多年潜心钻研的成果已受到国际学术研究组织的关注和认可。

中国科学院计算技术研究所副所长、研究员陈云霁，20年来一直工作在国产处理器芯片研制的第一线，研制了一系列具有国际领先水平的处理器芯片。他带领团队突破了深度学习处理器设计中的规模、适配、能效三个核心挑战，研制成功国际上首个深度学习处理器芯片，其智能处理能效达同期传统芯片百倍，使深度学习处理器逐渐从理论走向实际。

陈云霁工作照。中国科学院计算技术研究所提供

中国人工智能“弯道超车”要下一番苦功夫

14岁考入中国科学技术大学少年班，24岁在中科院计算所取得博士学位，29岁晋升为研究员……在外人看来，“天才”二字用来形容陈云霁并不夸张。

“科学研究没有捷径可走。”陈云霁说，“要让中国在人工智能时代实现‘弯道超车’，得下一番苦功夫。”

大学三年级，陈云霁抱着对芯片研究的兴趣和热情把计算机系所有实验室的门敲了个遍，问是否接收本科生。最后，教计算机体系结构的周学海教授所在的实验室收下了他。

大学最后一年，听说中科院计算所开始研制国产通用处理器（即龙芯1号），陈云霁认为能参与国产通用处理器的研发，是个光荣又难得的机会。

2002年，陈云霁如愿以偿来到了中科院计算所，跟随胡伟武研究员硕博连读，成为当时龙芯研发团队中最年轻的成员。博士毕业后，他留在了计算所。25岁时，陈云霁成为8核龙芯3号的主要架构师。

“龙芯3号与龙芯1号、2号有所不同，已从单核发展到多核了。”陈云霁解释说，“好比以前一桌菜给一桌客人吃，现在一桌菜要给8桌客人吃。”

面对多核处理器验证的遇难题，陈云霁通过不断摸索，提出了快速完整的存储一致性检验方法，保障了龙芯3号的研制。终于，研究成果论文被体系结构领域旗舰会议HPCA（高性能计算架构国际研讨会，体系结构领域三大旗舰会议之一）录用，这也是HPCA上第一篇第一作者来自中国大陆的论文。

终极目标是让计算机像人一样聪明

进入二十一世纪之后，人工智能技术在全球范围内飞速发展，然而智能算法规模快速增长，硬件系统的发展却异常缓慢。为了解决这个矛盾，陈云霁与同事设想“做一个东西让计算机更聪明，终极目标像人一样聪明”，即面向人工智能的需求来设计芯片，而在此之前芯片的速度和功能已经成为人工智能应用发展的瓶颈。

在实践中，这条道路远没有想象的那么平坦。陈云霁团队提出了一系列基于人工智能方法的处理器研发技术，并多次向体系结构顶级会议投稿，最后都以被拒而告终。

功夫不负有心人，2014年3月美国盐湖城召开的国际体系结构支持、编程语言和操作系统国际会议（ASPLOS）上，与INRIA的Oliver Temam教授合作的工作“一种小尺度的高吞吐率机器学习加速器”，获得了最佳论文奖。

这不但是大陆科研机构首次在计算机体系结构顶级国际会议上获得最佳论文奖，也是亚洲首次、美国之外国家第二次获得ASPLOS会议的最佳论文。他们的工作将以“DianNao”和“DaDianNao”中文拼音命名的深度学习处理器架构带到了计算机体系结构的国际舞台。

每一份成果的背后都是无数辛勤的耕耘。陈云霁在采访时回忆说：“对于科研的热爱，源自于从小的家庭教育、大学与研究所的培养。这些让我坚定了科学研究的理想信念，对它产生了非常浓厚的兴趣，才能一直坚持到如今。”

人工智能是值得毕生奋斗的“星辰大海”

未来五十年，智能硬件在提升计算能力的同时，也在推进着智能算法的快速发展。究竟什么样的抽象能让神经网络涌现出更强的人工智能？也许答案遥遥无期，但其前进过程中的任何一小步都将使机器更好服务人类。

回顾走过的科研之路，人工智能的星辰大海是他值得投入全部精力去探索奋斗的毕生事业。“兴趣与坚持，是我在科研道路上的两大动力来源。”陈云霁说，“从事科学研究工作既有收获，也有很多枯燥乏味和重复的内容，一年12个月里面，可能有11个月或者是更多的时间在做重复枯燥的事情，可能只有一个月或者几天有比较强烈的收获感。如果说自己对于科学研究没有兴趣的话，是很难坚持下来的。”

除此之外，坚持也是非常重要的。“坚持即是积累，以保证我们的工作能够在某些方向始终走在国际的前面。这不是因为‘天才’，而是因为兴趣与坚持共同作用的奇妙反应。”

在芯片研制过程中时常会遇到各种困难。“有可能和操作系统的磨合有问题，有可能是编译器的问题，有可能是内存兼容性的问题……我们需要像侦探一样，根据各种迹象抽丝剥茧，把原因找出来。这个过程可能会比较长，有时候一个月、两个月或者三个月，需要不断打磨，最后发现问题。”陈云霁回忆说。

对于科学研究，陈云霁始终保持一种乐观心态：“一方面，当我们开始做人工智能芯片设计交叉研究的时候，并没有寄希望于马上发挥价值和作用。但同时，我们也要尽百分之百的努力，要把这两者的心态结合起来。”

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。谈及工匠精神，陈云霁有自己的理解：“工匠精神是我们的核心精神。芯片是一个铁疙瘩，当用户拿到它时如果出现问题往往是没法打补丁的。芯片研制的各个环节是乘法关系，有一个环节是零，芯片就是零。如何保持几十个或者几百个环节，每一个环节都能做到正确无误？要求我们做到的不仅仅是60分，而且争取能做到100分，这就需要有工匠精神在背后做支撑。”