新基建是什么？誰來建？能帶來什么？有何趨勢？圍繞這一國家重大部署，《瞭望東方周刊》聯(lián)合有關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了專題調(diào)研，推出《新基建，來了！》專題報道，共十篇，此為第六篇。
對人工智能來說，數(shù)據(jù)是“生產(chǎn)資料”，算法是“靈魂”，而算力是“第一推動力”。
國防科技大學(xué)研制的天河二號超級計算機(jī)系統(tǒng)
2020年3月9日，科技部宣布支持重慶、成都、西安、濟(jì)南建設(shè)國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，加上此前獲批的北京、上海、合肥、杭州、深圳、天津和浙江德清縣，國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)目前已增至11個。
作為新基建重要領(lǐng)域之一，我國人工智能已進(jìn)入加速爬坡階段。
算法、數(shù)據(jù)和計算力是推動人工智能技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“三駕馬車”。寒武紀(jì)公司副總裁劉道福曾比喻，對人工智能來說，數(shù)據(jù)是“生產(chǎn)資料”，算法是“靈魂”，而算力是“第一推動力”。
“新一代人工智能需要新一代超級計算，不僅要在運(yùn)算的速度上達(dá)到新水平，而且要在智能化應(yīng)用上形成新局面?！敝袊乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長龔克說。
為應(yīng)對新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，算力基礎(chǔ)設(shè)施正在升級。除對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，簡稱IDC）進(jìn)行智能化改造，使其成為能提供智能計算服務(wù)的算力平臺外，一些圍繞人工智能產(chǎn)業(yè)需求而設(shè)計、為人工智能提供專門服務(wù)的智能計算中心（Artificial Intelligence Data Center，簡稱AIDC）也在加速落地。
根據(jù)2017年國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，到2030年，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1萬億元，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過10萬億元。如今，不少地方政府和企業(yè)正在布局人工智能計算，通過新型人工智能芯片和新型計算方法強(qiáng)化計算中心這一“超級大腦”，使其算力更強(qiáng)、速度更快，賦予人工智能更強(qiáng)勁的“爬坡之力”。
抗疫“小試牛刀”
隨著語音識別、人臉識別等人工智能技術(shù)的應(yīng)用，人們已經(jīng)體驗到人工智能在日常生活中發(fā)揮的作用，而在阻擊新冠肺炎疫情的過程里，人工智能也在無人消殺、病毒溯源、輔助診斷、智能測溫和藥物研發(fā)上“小試牛刀”了一回。
以疫情預(yù)測為例，2020年2月下旬，來自南京的人工智能企業(yè)南棲仙策科技有限公司自主研發(fā)的可編程決策平臺Universe便搭建了一個疫情傳播模型。
該模型可預(yù)測60天的新冠肺炎疫情，并在僅有確診病例數(shù)據(jù)的情況下，推導(dǎo)潛在感染人數(shù)、接觸感染率等未知因素，進(jìn)而在不同防控力度的預(yù)置條件下實施預(yù)測，為疫情防控提供決策輔助。
使這一預(yù)測模型更快學(xué)習(xí)真實疫情數(shù)據(jù)并推演未來的，正是116億億次/秒（1.16Eops）的智能化算力，由珠海橫琴新區(qū)的橫琴先進(jìn)智能計算平臺所提供。該平臺的核心計算單元采用寒武紀(jì)公司最新一代人工智能芯片，能提供的算力比現(xiàn)有的傳統(tǒng)CPU高性能計算中心更強(qiáng)。
在算力領(lǐng)域，傳統(tǒng)高性能計算和云計算已較成熟，正在多個應(yīng)用賽道上全面發(fā)力，但傳統(tǒng)CPU高性能計算中心的算力則很難滿足人工智能的要求。
人工智能的單點(diǎn)決策能力需要通過對海量數(shù)據(jù)的密集計算來實現(xiàn)。舉例來說，2016年3月谷歌人工智能阿爾法圍棋（AlphaGo）對弈韓國棋手李世石時，背后就有著數(shù)千臺服務(wù)器、上千塊CPU、高性能顯卡以及巨大的耗電量。
隨著數(shù)據(jù)總量的增長和智能化社會構(gòu)建需求的擴(kuò)大，人工智能產(chǎn)業(yè)對算力的要求越來越高。中國工程院院士、浪潮集團(tuán)首席科學(xué)家王恩東認(rèn)為，在新基建各大領(lǐng)域之中，相比云計算和大數(shù)據(jù)，人工智能對算力的需求幾乎是“無止境”的。
根據(jù)人工智能研究組織Open AI統(tǒng)計，從2012年至2019年，隨著人工智能深度學(xué)習(xí)“大深多”模型的演進(jìn)，模型計算所需計算量已增長30萬倍。斯坦福大學(xué)發(fā)布的《AI Index 2019》報告也顯示，2012年以后，算力需求每三四個月就翻一番，現(xiàn)有算力面臨捉襟見肘的局面。
隨著新基建的加速建設(shè)，人工智能與大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等融合也會進(jìn)一步加快，智慧醫(yī)療、無人駕駛、智慧城市、智慧金融等應(yīng)用場景，背后都需要算力支撐。（見圖1）
“如果算力不能快速提升，那我們將不得不面臨一個糟糕的局面：當(dāng)規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)用于人工智能的訓(xùn)練學(xué)習(xí)時，數(shù)據(jù)量將超出內(nèi)存和處理器的承載上限，整個訓(xùn)練過程將變得無比漫長，甚至完全無法實現(xiàn)最基本的人工智能?！崩顺奔瘓F(tuán)人工智能和高性能計算部總經(jīng)理劉軍說。
根據(jù)國際數(shù)據(jù)中心（IDC）和浪潮集團(tuán)共同發(fā)布的《2019-2020中國人工智能計算力發(fā)展評估報告》，目前市場上普遍采用CPU+GPU芯片的方案來應(yīng)對人工智能計算需要。由于GPU適用于人工智能的訓(xùn)練負(fù)載，從而可實現(xiàn)加速，因此有越來越多的GPU供應(yīng)商針對人工智能的需要生產(chǎn)產(chǎn)品，提出“為深度學(xué)習(xí)而設(shè)計”。
智能計算中心陸續(xù)落地
龔克認(rèn)為，目前需要統(tǒng)籌利用大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)高性能、智能計算基礎(chǔ)設(shè)施，提升超級計算中心對人工智能應(yīng)用的服務(wù)支撐能力。
“AIDC，不僅是比賽浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高，更要高效支撐人工智能的智能計算。比如，要探索發(fā)展面向智能制造的計算，探索發(fā)展面向大數(shù)據(jù)和人工智能算法治理的計算?！饼徔苏f。
應(yīng)對新一代人工智能發(fā)展的需要，對算力的加強(qiáng)須圍繞人工智能訓(xùn)練和推理需求，為激發(fā)產(chǎn)品創(chuàng)新和拓寬應(yīng)用提供能力保障，而不只是單純的計算加速。
近年已有不少超算中心運(yùn)用人工智能芯片和服務(wù)器來強(qiáng)化其算力，提升對人工智能產(chǎn)業(yè)的服務(wù)能力，簡單來說，這一路徑是對傳統(tǒng)超算中心“AI化”。
2019年8月，科技部發(fā)布《國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)建設(shè)工作指引》提出，到2023年，全國將布局建設(shè)20個左右試驗區(qū)，這些試驗區(qū)需具備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好、基礎(chǔ)設(shè)施健全、科教資源豐富、支持措施明確，并“重點(diǎn)圍繞京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)、長三角區(qū)域一體化發(fā)展等重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行布局，兼顧東中西部及東北地區(qū)協(xié)同發(fā)展”。（見圖2）
可以看到，“為AI而生”的智能計算中心正在一些城市落地，其建設(shè)目標(biāo)就是服務(wù)于區(qū)域人工智能產(chǎn)業(yè)和智能化社會建構(gòu)。
在西北，2019年，西安的灃東新城搭建了西北地區(qū)首個人工智能領(lǐng)域的新型基礎(chǔ)設(shè)施——灃東人工智能計算創(chuàng)新中心。
陜西省西咸新區(qū)灃東新城管委會新經(jīng)濟(jì)局局長、科統(tǒng)辦主任劉鑫對本刊記者說，該中心填補(bǔ)了西部地區(qū)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的空白：“西安具有科研、人才資源優(yōu)勢，獲批了國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，我相信在新基建的賽道上，西安可以跑出新速度?！?/p>
由中科院、廣東省、珠海市、橫琴新區(qū)共同建設(shè)的橫琴先進(jìn)智能計算平臺也是一例。除硬件上采用國產(chǎn)人工智能芯片外，該平臺軟件系統(tǒng)也集成了成熟的國產(chǎn)智能軟件系統(tǒng)和智能計算編程框架，從而可以為人工智能產(chǎn)業(yè)提供可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、智能計算服務(wù)。（見圖3）
這一項目也是粵港澳大灣區(qū)首個先進(jìn)智能計算平臺，被列入廣東省政府2019年工作報告，并納入了廣東省委、省政府印發(fā)的《關(guān)于貫徹落實“粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要”的實施意見》。
橫琴先進(jìn)智能計算平臺相關(guān)負(fù)責(zé)人對本刊記者介紹，橫琴新區(qū)對于新興事物的開放度和包容性具有國際化的眼光和視野，同時也展現(xiàn)了超乎想象的“橫琴速度”。目前，該平臺已向中科院計算所、中科院軟件所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京大學(xué)、南棲仙策、普強(qiáng)科技等十多家國內(nèi)領(lǐng)先科研院所和AI企業(yè)提供服務(wù)。2019年12月，該平臺的澳門分中心掛牌成立，目前已與澳門大學(xué)實現(xiàn)光纖互聯(lián)，未來將面向更多澳門企業(yè)、高校及科研機(jī)構(gòu)提供智能算力。
“算力+生態(tài)”愿景
業(yè)內(nèi)人士指出，算力成本是人工智能企業(yè)發(fā)展的一大阻礙，企業(yè)花錢買定制化算力、建計算中心，會造成一定程度上的資源浪費(fèi)，且單靠部分企業(yè)建設(shè)的計算中心適用面有限，將智能計算中心作為轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)設(shè)施投資，更能滿足產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展需要。
在中國工程院院士鄔賀銓看來，提升人工智能算力涉及一條龐大的人工智能產(chǎn)業(yè)鏈：“有各類AI芯片，包括‘云端’、用戶端的類腦芯片，以及各類傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、體感傳感器等。最重要的人工智能是通用的AI平臺，包括計算機(jī)視覺、語音識別、自然語言處理，機(jī)器學(xué)習(xí)、知識圖譜等?！?/p>
因此，夯實人工智能算力基礎(chǔ)，既是助力未來發(fā)展人工智能的必要舉措，也是帶動現(xiàn)有人工智能產(chǎn)業(yè)鏈加速滲透應(yīng)用的路徑。（見圖4）
在2019年8月舉辦的AICC人工智能計算大會上，王恩東提出：“在計算力的推動下，現(xiàn)在人工智能正在從AI產(chǎn)業(yè)化向產(chǎn)業(yè)AI化的方向發(fā)展，在這個過程中需要建立開放融合的人工智能生態(tài)，從硬件到應(yīng)用，全產(chǎn)業(yè)要緊密配合，面向多樣化個性化的用戶需求提供整體解決方案，讓人工智能用起來，用好它?！?/p>
算力搭建基礎(chǔ)層，要讓算力發(fā)揮最大效能，也需服務(wù)型平臺為應(yīng)用層提供良好生態(tài)。因此，無論是橫琴先進(jìn)智能計算平臺還是灃東人工智能計算創(chuàng)新中心，都提出了以算力支撐為依托，打造智能化應(yīng)用生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。
橫琴新區(qū)的愿景是，通過提供智能算力基礎(chǔ)設(shè)施及通用軟件服務(wù)，圍繞橫琴先進(jìn)智能計算平臺，匯聚孵化人工智能企業(yè)，促進(jìn)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展打造“科技研發(fā)、產(chǎn)業(yè)孵化、創(chuàng)投資本、教育培訓(xùn)、配套政策環(huán)境”的智能生態(tài)圈系統(tǒng)。
橫琴新區(qū)管委會黨委書記牛敬提到，“智能計算平臺作為本輪新基建建設(shè)的一個關(guān)鍵物質(zhì)載體，其核心特征是通過引入AI技術(shù)賦能各個行業(yè)領(lǐng)域，從而衍生出全新的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景，直接帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可支持和輻射智能交通、智能電網(wǎng)、智能制造、智能教育、智能金融、智能醫(yī)療、智能家居、智慧互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)多種智能應(yīng)用場景，同時能為多類型的基礎(chǔ)科研提高效率。橫琴智能計算平臺目前正在積極服務(wù)粵港澳大灣區(qū)智能+產(chǎn)業(yè)需求?！保ㄒ妶D5）
而灃東人工智能計算創(chuàng)新中心將聚焦五大功能性服務(wù)：智能計算軟硬件資源共享及調(diào)度、交叉研究支撐、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、統(tǒng)一安全管控以及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集聚。劉鑫表示，灃東人工智能計算創(chuàng)新中心也會開展人工智能人才培養(yǎng)工作，構(gòu)建“平臺+應(yīng)用+人才”三位一體的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，注重打造“算力+生態(tài)”，形成從基礎(chǔ)層到應(yīng)用層的人工智能產(chǎn)業(yè)鏈，達(dá)到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)升級的良性循環(huán)，推動各行業(yè)人工智能應(yīng)用落地。（記者 劉佳璇）
