醫(yī)療爭端、化學(xué)合成、罪犯識別、自動駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域，AI的威力日趨擴(kuò)大。目前哪些是AI做不到的，未來哪些事又是AI可能做到的?美國商用系統(tǒng)芯片互連IP供應(yīng)商ArterisIP的CTO Ty Garibay發(fā)表了一篇博客，解釋了AI及AI芯片的前世今生。

經(jīng)歷了第一次泡沫、寒冬時期、研究重啟的AI技術(shù)，目前的突破點在基礎(chǔ)層AI芯片的更新中。AI到底能不能超越現(xiàn)在順利達(dá)到深度學(xué)習(xí)的高標(biāo)準(zhǔn)，還是有待商榷和驗證的。

簡史

“人工智能”的術(shù)語1956年便誕生，由三位科學(xué)家John McCarthy、Claude Shannon and Marvin Minsky在英國達(dá)特茅斯會議上提出。當(dāng)時那個年代末期，Arthur Samuel創(chuàng)造了“機器學(xué)習(xí)”的概念，指能夠從錯誤中學(xué)習(xí)的程序，這個程序甚至能夠在跳棋等游戲中表現(xiàn)勝過編程的人。

計算機技術(shù)的飛速進(jìn)步使研究者相信，AI可很快解決?？茖W(xué)家們在研究基于人類大腦功能計算是否能解決實際生活中的問題過程中，創(chuàng)造了“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的理念。

1970年，科學(xué)家Marvin Minsky在《生活周刊》采訪中表示，3至8年內(nèi)，將有望出現(xiàn)一臺與人類平均智力相當(dāng)?shù)臋C器。

上世紀(jì)80年代，AI走出了實驗室并走向商業(yè)化，還掀起了AI投資狂潮。當(dāng)AI相關(guān)的科技股泡沫破滅后，AI又重新回到實驗室。“AI寒冬”到來。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，當(dāng)時發(fā)展AI技術(shù)過于超前，甚至此技術(shù)永遠(yuǎn)都無法普及。

1986年，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之父Geoffrey Hinton和其他研究人員發(fā)表了一篇里程碑式的報告，報告探討了在“反向傳播”算法如何使深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)更出色。

1989年，深度學(xué)習(xí)三巨頭之一的美國計算機科學(xué)家楊立昆(Yann LeCun)與當(dāng)時他在貝爾實驗室的同事通過培養(yǎng)能夠識別手寫ZIP碼的神經(jīng)系統(tǒng)而驗證了一個AI理論在真實生活中的可行性。

2009年，斯坦福大學(xué)的Rajat Raina、Anand Madhavan和Andrew Ng發(fā)表了論文，論證了現(xiàn)代GPU的深度學(xué)習(xí)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CPU。AI大軍似乎卷土重來了。

現(xiàn)在

為什么現(xiàn)在投資界都在聊AI，說到底驅(qū)動因素是計算機技術(shù)成熟，海量數(shù)據(jù)容易獲得，一旦研究者有了這些資源，算法與解決方案也就不是天方夜譚。

但AI芯片的最大挑戰(zhàn)是，如何在系統(tǒng)級的芯片中，將以上資源協(xié)調(diào)在一起，而且系統(tǒng)級的芯片是以硬件加速器為載體的。

所以AI芯片的設(shè)計要求很高，尤其是在汽車行業(yè)，對安全和可靠性的標(biāo)準(zhǔn)一點都不能降低。

谷歌和特斯拉這樣的公司對集成電路設(shè)計也許還并不成熟，而AI Movie、Horizon Robotics等AI初創(chuàng)企業(yè)雖然對機器學(xué)習(xí)有很深造詣，但要完成高水準(zhǔn)的系統(tǒng)級芯片研發(fā)也很困難。

以汽車前置攝像頭中的深度學(xué)習(xí)AI芯片加速器為例，此芯片主要用途是為了分析和檢測道路上的車輛、物體。每個AI芯片都帶有記憶文件以確保最大的帶寬。

芯片內(nèi)互聯(lián)機制必須在檢測到物體時保證較寬的帶寬，并且在沒有遇到物體，優(yōu)化能源耗損時分配較窄的帶寬。而優(yōu)化的手段就是更新更高級的算法。這樣的AI算法每天都要更新或升級一次。

如果把現(xiàn)在的深度算法芯片比作香蕉，那么沒人愿意保留爛了的香蕉。其實AI芯片中舊算法就好比爛香蕉。所以對AI芯片來說，問世時間比其他類別的半導(dǎo)體更加敏感。

未來

除了深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大幅推動了AI技術(shù)的進(jìn)程，仍有很多研究者認(rèn)為，如果AI要達(dá)到更好的要求，還需要更多的方法去支持AI芯片。

大多數(shù)AI芯片的設(shè)計目前只是基于楊立昆和Hinton等學(xué)者的理論而研發(fā)出的不同版本，但如果一直沿著這一條軌道前進(jìn)，AI技術(shù)無法有更大的實質(zhì)突破，更不用說用AI完全替代人類思維。

目前AI技術(shù)還是要建立在“標(biāo)簽化”數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，它無法完成一個與歷史經(jīng)驗毫無關(guān)聯(lián)的任務(wù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也并沒有將已有知識與陌生規(guī)則(例如，“向上”的對立面是“向下”、孩子由父母生育等事實)。

AI技術(shù)現(xiàn)在還不能根據(jù)沒有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)解決問題，好比一個人即使沒被燙過，也不會主動去碰點燃的火爐，AI卻還做不到。即使通過“標(biāo)簽化”的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)樣本也要足夠大。

AI芯片似乎沒能表現(xiàn)得比人類更智能，但它們的學(xué)習(xí)能力很強，未來可以變得更聰明。算法和芯片系統(tǒng)的設(shè)計都可以進(jìn)步，這需要AI芯片具備更高級的記憶系統(tǒng)和連接機制，以及承載深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)流的硬件加速器。