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中國(guó)逐鹿人工智能，哪些關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷著？怎么破？
中國(guó)逐鹿人工智能，哪些關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷著？怎么破？
來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)
作為引領(lǐng)未來(lái)的戰(zhàn)略性技術(shù)——人工智能是中國(guó)提高經(jīng)濟(jì)與科技水平、提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要算力基礎(chǔ)設(shè)施，目前各地掀起了人工智能計(jì)算中心的建設(shè)熱潮。人工智能計(jì)算中心如何才能發(fā)揮出最大價(jià)值？中國(guó)人工智能計(jì)算中心技術(shù)自主可控水平如何？哪些關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷著？近日，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授鄭緯民接受“中國(guó)焦點(diǎn)面對(duì)面”專訪，進(jìn)行權(quán)威解讀。
訪談實(shí)錄摘編如下：
給三句話，它就能寫(xiě)50集連續(xù)劇
記者：近期，中國(guó)“人工智能計(jì)算中心訂單爆單”的話題引發(fā)不少關(guān)注。武漢市5月底建成的第一個(gè)人工智能計(jì)算中心，剛開(kāi)張就天天客滿，滿負(fù)荷運(yùn)行，目前預(yù)約已經(jīng)排到半年以后。人工智能(AI)計(jì)算中心是算什么的？為何市場(chǎng)需求這么強(qiáng)？
鄭緯民：人工智能有多種多樣的應(yīng)用場(chǎng)景，需求很旺。根據(jù)場(chǎng)景可以分為三大類(lèi)應(yīng)用：
一、圖像檢測(cè)、視頻檢索類(lèi)。可以用在安防、醫(yī)療診斷、自動(dòng)駕駛。核心是卷積網(wǎng)絡(luò)，這一類(lèi)應(yīng)用落地做得很好，已經(jīng)起到了很好的作用。
二、決策類(lèi)。比如交通規(guī)劃等，這個(gè)類(lèi)型也已經(jīng)起到了很好的效果，核心是強(qiáng)化學(xué)習(xí)。
三、自然語(yǔ)言處理類(lèi)。比如搜索與推薦，智能人機(jī)接口，核心是Transformer。在應(yīng)用方面，語(yǔ)言翻譯，把中文翻譯成英文，英文翻譯成日文等，問(wèn)什么問(wèn)題都能回答，這樣的機(jī)器需要非常大才行。又比如生成文本摘要，你給它三句話，能給你寫(xiě)成50集電視連續(xù)劇。
這三類(lèi)應(yīng)用的需求很多，所以才會(huì)(出現(xiàn)訂單)排隊(duì)排到半年后這樣一個(gè)情況。
記者：目前流行的人工智能計(jì)算中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心有何不同？日前，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》，《行動(dòng)計(jì)劃》中定義的新型數(shù)據(jù)中心和人工智能計(jì)算中心是一回事嗎？
鄭緯民：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心主要由通用CPU架構(gòu)的服務(wù)器集群構(gòu)成。近年來(lái)，隨著人工智能的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心也逐漸包括了很多具有高性能人工智能算力(GPU或人工智能加速器)的機(jī)器。
而人工智能計(jì)算中心是什么呢？主要由具有高性能人工智能算力(GPU或人工智能加速器)的機(jī)器組成。因此可以說(shuō)，數(shù)據(jù)中心概念的覆蓋面會(huì)更大一些，包含了人工智能算力。
中國(guó)技術(shù)自主可控嗎？
記者：人工智能和大數(shù)據(jù)中心都屬于“新基建”，當(dāng)前全球主要國(guó)家都在大規(guī)模建設(shè)人工智能、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，有人說(shuō)未來(lái)人工智能算力將會(huì)像水和電一樣，成為一種公共基礎(chǔ)資源，對(duì)此您怎么看？中國(guó)建設(shè)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施有哪些核心優(yōu)勢(shì)？中國(guó)人工智能計(jì)算中心的技術(shù)自主可控水平如何？哪些關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷著？
鄭緯民：從全球公有云市場(chǎng)的快速發(fā)展可以看出，通用算力和人工智能算力都是公共基礎(chǔ)設(shè)施，是一種重要的趨勢(shì)，過(guò)去通用的算力是基礎(chǔ)設(shè)施，現(xiàn)在把人工智能算力也作為基礎(chǔ)設(shè)施，正在被越來(lái)越多的用戶認(rèn)可。
但是我們也要注意到，算力作為基礎(chǔ)設(shè)施，需要相關(guān)的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，把機(jī)器包括普通的機(jī)器，包括人工智能的機(jī)器都放在云上，不少行業(yè)的數(shù)據(jù)隱私性和保密性，對(duì)其上云仍然有很大的限制，怎么把數(shù)據(jù)放在云上是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題。
中國(guó)在建設(shè)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施上的主要優(yōu)勢(shì)，是政府主導(dǎo)的投入較多。但在市場(chǎng)化建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，整體人工智能算力基礎(chǔ)軟硬件的技術(shù)水平和自主可控程度上，還與美國(guó)有一定的差距，如，編程框架目前以TensorFlow和Pytorch為主。智能計(jì)算芯片方面，華為昇騰和寒武紀(jì)在人工智能算力體系結(jié)構(gòu)上取得了很好的進(jìn)展，但受制于先進(jìn)芯片制程，或在軟件生態(tài)環(huán)境上仍然與Nvidia產(chǎn)品有明顯差距，仍然需要盡快發(fā)展。
記者：“人工智能計(jì)算中心訂單爆單”話題之外，近期鵬城實(shí)驗(yàn)室大科學(xué)裝置“鵬城云腦II”接連斬獲多項(xiàng)國(guó)際獎(jiǎng)項(xiàng)，也受到業(yè)界關(guān)注。作為“新基建”，它們可以為科研創(chuàng)新項(xiàng)目提供哪些強(qiáng)大支持？在賦能行業(yè)應(yīng)用等方面有哪些價(jià)值？
鄭緯民：在科研創(chuàng)新方面，目前一個(gè)非常重要的趨勢(shì)是HPC(高性能計(jì)算)+AI(人工智能)，就是把傳統(tǒng)基于模擬方法的高性能計(jì)算應(yīng)用與AI模型結(jié)合起來(lái)。解決過(guò)去解決不了的問(wèn)題，或是把過(guò)去耗時(shí)很長(zhǎng)的問(wèn)題加速成千上萬(wàn)倍。
這方面，AlphaFold(DeepMind人工智能系統(tǒng))給出了非常好的例子，用人工智能方法來(lái)協(xié)助進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，解決了過(guò)去使用純科學(xué)計(jì)算模擬方法由于計(jì)算量過(guò)大無(wú)法解決的問(wèn)題。HPC和AI結(jié)合是我們創(chuàng)新的一個(gè)非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
在賦能行業(yè)方面，鵬城實(shí)驗(yàn)室可以為智慧城市提供強(qiáng)大的人工智能算力，承載智慧城市應(yīng)用中的智能交通、智能公共衛(wèi)生等功能，鵬城云腦II也在開(kāi)展“一帶一路”語(yǔ)言的自動(dòng)翻譯，為“一帶一路”(倡議)提供重要支持。
大模型方面，目前主要在自然語(yǔ)言處理效果方面取得了比較大的進(jìn)展，但具體應(yīng)用領(lǐng)域還在探索之中。
記者：各界都認(rèn)為依靠人工智能實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型是必修課，但目前中國(guó)產(chǎn)業(yè)主體存在著發(fā)展著力點(diǎn)分散等問(wèn)題，從這個(gè)角度來(lái)看，政府統(tǒng)籌建設(shè)大規(guī)模的人工智能基礎(chǔ)設(shè)施是否是一個(gè)比較好的解決企業(yè)轉(zhuǎn)型的路徑？大規(guī)模、集約型基礎(chǔ)設(shè)施有哪些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)？
鄭緯民：目前，各地政府在建設(shè)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施上有很大的積極性，對(duì)本地產(chǎn)業(yè)的人工智能賦能，應(yīng)該說(shuō)能夠起到很好的推動(dòng)作用。但也要注意，要因地制宜地分析本地產(chǎn)業(yè)人工智能化的路徑和節(jié)奏。
大規(guī)模、集約型基礎(chǔ)設(shè)施，主要是在完成超大規(guī)模模型的訓(xùn)練方面起到關(guān)鍵作用。目前看大模型確實(shí)是重要的發(fā)展趨勢(shì)，但人工智能算法的規(guī)模大小是否有局限性仍是一個(gè)開(kāi)放的問(wèn)題。
各地為何掀人工智能計(jì)算中心建設(shè)潮？
記者：當(dāng)前國(guó)內(nèi)掀起了人工智能計(jì)算中心建設(shè)熱潮，有20多個(gè)城市在規(guī)劃建設(shè)人工智能計(jì)算中心，目前中國(guó)人工智能計(jì)算中心運(yùn)營(yíng)和落地情況如何？
鄭緯民：從武漢和鵬城云腦的經(jīng)驗(yàn)看，目前的人工智能計(jì)算中心運(yùn)行情況還是很好的，需要機(jī)時(shí)的用戶很多，需要排很長(zhǎng)時(shí)間的隊(duì)才能用到機(jī)器，這也體現(xiàn)出國(guó)內(nèi)用戶對(duì)于人工智能算力的強(qiáng)勁需求。
所以我覺(jué)得，建設(shè)一個(gè)人工智能計(jì)算中心為當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)、研究單位、高等院校等進(jìn)行創(chuàng)新賦能，都是會(huì)起到很大作用。
記者：作為各方資源極度聚合的龐大基礎(chǔ)設(shè)施，人工智能計(jì)算中心建設(shè)之后的運(yùn)營(yíng)同樣是一大命題，在這點(diǎn)上您有什么建議？如何科學(xué)運(yùn)營(yíng)才能讓各地人工智能計(jì)算中心發(fā)揮出最大價(jià)值？人工智能計(jì)算中心有哪些運(yùn)營(yíng)評(píng)估維度？
鄭緯民：我覺(jué)得特別要注重?cái)?shù)據(jù)治理。算力提供了，數(shù)據(jù)該怎么提供？
隨著《個(gè)人信息保護(hù)法》的出臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)的使用增加了很多合規(guī)性要求，作為地方政府主導(dǎo)建設(shè)的人工智能計(jì)算中心，除了算力以外，是否能夠提供重要價(jià)值的相關(guān)的數(shù)據(jù)。如何在既遵守《個(gè)人信息保護(hù)法》，又能夠讓智能算法獲得所需要的數(shù)據(jù)是人工智能計(jì)算中心運(yùn)營(yíng)中的一大課題。
再有就是運(yùn)營(yíng)要注意財(cái)務(wù)上的可持續(xù)性，一定要收費(fèi)運(yùn)行。避免用戶無(wú)償大量使用資源，這樣看起來(lái)利用率很高，但很可能算的東西沒(méi)有價(jià)值。對(duì)特殊的需要賦能支持的用戶，可以采用發(fā)放機(jī)時(shí)券的方式來(lái)支持。這方面，過(guò)去不少超算中心，比如廣州超算、無(wú)錫超算已經(jīng)有很成熟的體系，可以借用。
人工智能計(jì)算中心的運(yùn)營(yíng)評(píng)估可以包括利用率、投資回報(bào)率、功耗以及應(yīng)用效果等。其中，利用率我想多說(shuō)一點(diǎn)，并不是100%的利用率是最好的，因?yàn)槔寐试礁?，意味著作業(yè)排隊(duì)時(shí)間越長(zhǎng)，因此一般來(lái)說(shuō)60%-70%左右的利用率就是個(gè)很好的平衡了，不必追求接近100%的利用率。
記者：結(jié)合數(shù)字經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，您認(rèn)為未來(lái)人工智能計(jì)算中心的發(fā)展方向如何，會(huì)不會(huì)在一段時(shí)期的建設(shè)爆發(fā)后又迅速轉(zhuǎn)入冷淡期？
鄭緯民：人工智能與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合剛剛開(kāi)始，我對(duì)人工智能在各行各業(yè)的應(yīng)用擴(kuò)展還是充滿信心的，我認(rèn)為人工智能計(jì)算中心還是有很大的發(fā)展空間。對(duì)我們科研的創(chuàng)新，對(duì)企業(yè)的賦能，對(duì)人民生活的改善都會(huì)有很大的好處。
中國(guó)有能力“從頭先進(jìn)”
記者：中國(guó)“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，加強(qiáng)關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，加快推進(jìn)基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)算法等研發(fā)突破與迭代應(yīng)用。關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新，中國(guó)已經(jīng)取得了哪些優(yōu)勢(shì)？在當(dāng)前國(guó)際環(huán)境下，面臨哪些難題要“啃”？哪些與人工智能計(jì)算中心密切相關(guān)？預(yù)計(jì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何？
鄭緯民：中國(guó)在基礎(chǔ)理論和算法上還很難談優(yōu)勢(shì)，但是基本上可以跟隨第一梯隊(duì)，就是美國(guó)人提出來(lái)的算法和理論，我們很快能夠跟上并加以改進(jìn)應(yīng)用。
整個(gè)數(shù)字技術(shù)中，除了硬件的芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈，我想特別強(qiáng)調(diào)，中國(guó)在基礎(chǔ)軟件方向還是有很多的課要補(bǔ)。我們現(xiàn)在大量的軟件，包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編譯器、人工智能編程框架等，不是自己從頭構(gòu)建的，而是在開(kāi)源基礎(chǔ)上修改的。
應(yīng)該說(shuō)，能夠在開(kāi)源軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行大量修改，已經(jīng)證明我們?nèi)〉昧撕艽蟮倪M(jìn)步，對(duì)我國(guó)數(shù)字技術(shù)的自主化具有重大意義。但是我們?nèi)绻麑?duì)自己提出更高的要求，就必須擁有自主從頭構(gòu)建先進(jìn)的基礎(chǔ)軟件的能力。
這里的“先進(jìn)”是指，我們構(gòu)建的新軟件要比現(xiàn)有的軟件在性能和功能方面有代差的優(yōu)勢(shì)。這方面產(chǎn)業(yè)界，華為的鴻蒙操作系統(tǒng)、人工智能編程框架MindSpore等給出了很好的范例。我們學(xué)術(shù)界，清華大學(xué)的時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、圖計(jì)算系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)也取得了一定的進(jìn)展，我們期待國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)界和高校能夠更加重視從頭構(gòu)建先進(jìn)的基礎(chǔ)軟件，為中國(guó)和世界的數(shù)字產(chǎn)業(yè)界提供更多革命性的基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件。因此，我特別強(qiáng)調(diào)“從頭先進(jìn)”這四個(gè)字，“從頭”就是我們從頭做，“先進(jìn)”就是比現(xiàn)有的軟件好10倍20倍，我們有這個(gè)能力，希望通過(guò)這個(gè)辦法，來(lái)改善我們國(guó)家IT行業(yè)的現(xiàn)狀。
