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　　——冷聰 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所副研究員

　　輕量化成為人工智能下半場(chǎng)賽點(diǎn)

　　然而，近年來(lái)，隨著信息技術(shù)領(lǐng)域的摩爾定律逐步放緩，硬件的發(fā)展越來(lái)越難以滿足當(dāng)前人工智能模型動(dòng)輒萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的存儲(chǔ)和算力需求，數(shù)據(jù)堰塞、存儲(chǔ)暴漲、隱私泄露、能耗高企等問(wèn)題隨之而來(lái)。

　　所謂輕量化人工智能，是指以一系列輕量化技術(shù)為驅(qū)動(dòng)提高芯片、平臺(tái)和算法的效率，在更緊密的物理空間上實(shí)現(xiàn)低功耗的人工智能訓(xùn)練和應(yīng)用部署，不需要依賴與云端的交互就能實(shí)現(xiàn)智能化操作的人工智能。

　　“更重要的是，輕量化人工智能將人工智能推向更主流，它大大降低了人工智能系統(tǒng)的部署難度和成本，把人工智能從一場(chǎng)高門(mén)檻的科技巨頭競(jìng)賽變成更容易普惠民生的智能生態(tài)。”程健說(shuō)，在人工智能領(lǐng)域的角逐中，以輕量化為賽點(diǎn)的下半場(chǎng)已經(jīng)來(lái)臨。

　　在表現(xiàn)上，輕量化人工智能是在做減法，降低能耗、降低對(duì)硬件平臺(tái)性能指標(biāo)的要求、降低與云端的通訊需求等。

　　在程健看來(lái)，在精度接近無(wú)損的前提下，將人工智能模型及其計(jì)算載體輕量化，是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

　　在軟件上，進(jìn)行模型和算法創(chuàng)新，通過(guò)輕量化模型設(shè)計(jì)、矩陣分解、稀疏表示、量化計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的微型化和計(jì)算加速；而在硬件上，則要通過(guò)流水線設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)模式設(shè)計(jì)等手段進(jìn)行硬件架構(gòu)的創(chuàng)新，通過(guò)軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)和優(yōu)化實(shí)現(xiàn)人工智能的輕量化。

　　作為人工智能的硬件載體，人工智能芯片必須達(dá)到更高的性能、更高的效率、更低的功耗和更小的體積。這樣才能有足夠平價(jià)高效的計(jì)算平臺(tái)滿足產(chǎn)業(yè)需求，承載復(fù)雜的人工智能任務(wù)，并且使推理和運(yùn)算從云端遷移到終端。

　　未來(lái)輕量化人工智能將賦能萬(wàn)物

　　早在2016年，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模邁向應(yīng)用之初，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所就在國(guó)際人工智能頂級(jí)期刊發(fā)表了多篇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輕量化領(lǐng)域的重要論文，成為國(guó)際上最早開(kāi)始人工智能輕量化研究的機(jī)構(gòu)之一，相關(guān)成果引起了國(guó)內(nèi)外諸多專家的廣泛關(guān)注。

　　2020年，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所自主研發(fā)的全球首款極低比特量化神經(jīng)處理芯片（QNPU）成功流片，繞開(kāi)了芯片計(jì)算領(lǐng)域備受關(guān)注的“內(nèi)存墻”難題，在芯片成本、功耗、計(jì)算結(jié)構(gòu)、邊緣計(jì)算等方面實(shí)現(xiàn)革命性的變革。

　　未來(lái)，以人工智能驅(qū)動(dòng)的小型化設(shè)備會(huì)越來(lái)越多出現(xiàn)在我們身邊。由人工智能芯片、平臺(tái)和算法組成的輕量化人工智能終端將在越來(lái)越多的場(chǎng)景中應(yīng)用。

　　同時(shí)，在消費(fèi)電子行業(yè)，暗光增強(qiáng)、超分辨率等自動(dòng)化所設(shè)計(jì)的輕量化算法及輕量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)，也為手機(jī)終端、安防終端提供了影像增強(qiáng)效果。

　　程健表示，輕量化人工智能未來(lái)將賦能萬(wàn)物，讓每個(gè)設(shè)備都具有環(huán)境感知、人機(jī)交互、決策控制的能力。（記者 陸成寬）