日前,惠州西湖科學講壇(第三十五講)在豐湖書院澄觀樓開講。中國工程院院士羅毅以“芯片是人工智能的基礎”為主題,為聽眾帶來一場精彩的專題報告。
報告中,羅毅院士結合其從事科研工作的經歷和技術積累,深入淺出地分析了芯片和光通信對人工智能發展的支撐作用,闡釋了人工智能算力目前存在的瓶頸問題,為惠州準確把握人工智能與半導體產業發展方向,提升科技創新和產業服務能力,舉全市之力搶占人工智能和機器人產業新賽道提供了重要啟示。
芯片是人工智能計算的底座
“人工智能的核心是計算,沒有計算就沒有人工智能。從計算的角度來看,人工智能計算的底座是芯片。”羅毅認為,隨著人工智能模型參數規模持續增長,算力需求快速提升,芯片作為人工智能算力體系的基礎支撐,其技術水平直接關系到人工智能產業的發展速度和應用深度。
支撐人工智能的芯片有哪些?羅毅介紹,從物理層面看,XPU(如CPU、GPU、NPU等)、存儲與光電轉換三類半導體芯片共同構成了人工智能的基礎。
從真空電子管、晶體管到今天的集成電路,半導體芯片的發展歷程是電子技術的性能提升與體積功耗重量的不斷優化。他指出,在摩爾定律的驅動下,微電子芯片通過不斷微縮實現了算力的飛躍,但如今半導體的損耗、體積、散熱等問題日益凸顯。
光電集成是突破算力瓶頸的核心路徑
隨著半導體芯片的不斷發展,高速光纖通信及其網絡、集成電路芯片的發展奠定了今天以大數據驅動的人工智能為代表的AI時代的物理基礎。
回望行業發展歷程,正是數十年高速光纖通信與集成電路技術的協同發展,搭建起了大數據時代的信息底座,為當前人工智能產業的爆發提供了可能。
在肯定技術進步的同時,羅毅也指出了當前AI發展面臨的現實瓶頸。如今,芯片與人工智能的發展正面臨多重嚴峻挑戰。計算資源的需求正在迅速超越硬件的改進速度,摩爾定律趨于飽和,算力發展面臨著能耗、成本等方面的巨大挑戰。
面對算力的缺口,應該如何破局?羅毅表示,微電子芯片與光電子芯片是支撐AI算力發展的兩大基石,應對算力瓶頸需要“兩條腿走路”,推動二者深度協同。其中,微電子芯片是AI當前賴以運行的“思維中樞”,面對物理極限,微電子芯片正通過計算架構的底層創新來延續摩爾定律的生命力,核心方向是打破“內存墻”。而光電子芯片是AI突破未來算力與能耗瓶頸的“高速傳輸網絡”。
羅毅進一步指出,隨著光電轉換效率的持續提升與集成工藝的不斷成熟,相信會有新的技術路徑出現,從而真正架起算力與人工智能之間的橋梁,為人工智能的發展積蓄能量。
立足制造業優勢發展人工智能
“發展人工智能,一定要和制造業相向而行。”談及人工智能的未來前景,羅毅指出,發展人工智能要對實體經濟產生推動作用,不能丟掉制造業根基。
作為粵港澳大灣區重點節點城市,惠州既是制造業大市,也是國內重要的電子信息產業基地。惠州電子信息產業家底厚實,已形成超高清視頻、5G及智能終端、智能網聯汽車、新能源電池、電子元器件等優勢產業鏈。當前,惠州正舉全市之力搶占人工智能和機器人產業新賽道。
立足萬億工業大市的制造業基礎,羅毅為惠州精準“把脈”。他指出,惠州產業基礎扎實,可以在產業布局上再拓寬一點,比如布局集成電路設計、光傳輸等領域,進一步培育發展人工智能的人才氛圍、產業生態。
在夯實硬件基礎的同時,羅毅認為,惠州還應大力推動人工智能應用落地,聚焦AI for Science或AI for Technology方向,用大模型賦能本地制造業、農業、政務等領域,通過技術升級提升產業效率,實實在在培育新質生產力。
推動相關產業發展,同時需要提升企業對人工智能的認知水平,激發企業內生發展動力。對于想要進軍人工智能行業的企業,羅毅建議企業要真正理解技術邏輯和發展趨勢,逐步推動技術落地與產業升級。
專題報告還設置了提問互動環節。現場聽眾圍繞光電集成、地方高校與企業進行產學研合作等問題積極提問,羅毅耐心解答,與大家進行了深度交流,現場氣氛熱烈。
惠州日報記者葉麗莎 謝寶樹