陳云霽：努力做人工智能芯片領跑者

陳云霽在講解。施芳攝

在聯系近一周之后，陳云霽才擠出時間接受了采訪。見面時，他正忙著編程序，辦公桌旁是一張折疊床，側面墻壁的白板上寫滿了各種結構圖。“最近一個科研項目要收尾，一直在忙，每天都搞不清楚是星期幾！”他笑著說，“但只要把研究當成興趣，也不覺得累?！彼@得中國青年五四獎章和中國青年科技獎，不久前又被授予全國五一勞動獎章。

9歲上中學，14歲考入中國科學技術大學少年班，24歲取得中科院博士學位，29歲晉升為研究員，33歲榮獲中國青年科技獎……在外人看來，陳云霽是一個“彎道超車”的天才，他卻認為科學研究沒有捷徑可走——“要在人工智能時代做出原始性創新，得下一番苦功夫”。

兒時喜歡玩街機，后來喜歡打“星際爭霸”等游戲，陳云霽漸漸對計算機產生了濃厚的興趣。大三時，陳云霽把計算機系所有實驗室的門敲了一遍，問是否接收本科生。最終，教計算機體系結構的周學海教授所在的實驗室收下了他。在研發過程中，盡管做的都是些打下手的“雜活”，卻讓陳云霽感受到計算機的巨大魅力。

畢業在即，聽說中科院計算所開始研制國產通用處理器，他覺得，能參與國產通用處理器的研發，是一個光榮又難得的機會。

2002年，陳云霽如愿來到了中科院計算所，跟隨胡偉武研究員碩博連讀，成為當時龍芯研發團隊中最年輕的成員。

“一旦確立目標，就要拼盡全力去實現它?！焙鷤ノ浣洺Ｓ眯●R過河的故事給所里的年輕人打氣。憑借敢于探索、不怕失敗的信念，胡偉武團隊成功開發了中國首款32位通用處理器——龍芯1號。

博士畢業后，陳云霽留在了計算所。2008年，25歲的陳云霽成為8核龍芯3號的主要架構師。龍芯3號與龍芯1號、2號有所不同，已從單核發展到多核了。陳云霽對此有個形象比喻：“以前一桌菜給一桌客人吃，現在一桌菜要給8桌客人吃?！?/p>

陳云霽和同事們查閱了大量論文，但找不到現成的解決方法。在資源十分匱乏的條件下，邊干邊摸索，陳云霽提出訪存協處理器結構，有效緩解了龍芯3B運算帶寬比問題;提出片上多核處理器的有界誤差全局時鐘理論，解決了多核處理器驗證和調試的一系列關鍵難題。

那年夏天，在中關村一間沒有空調的宿舍內，陳云霽埋頭寫有關CPU架構的論文。雖然揮汗如雨，但他內心難掩對研究成果的期待。論文最終被作為體系結構領域三大頂級會議之一的國際高性能計算機體系結構會議（HPCA）錄用，這也是HPCA歷史上第一篇第一作者來自中國大陸的論文。

陳天石是陳云霽的弟弟，本科也畢業于中科大少年班。2007年，他作為客座博士生從中科大來到了計算所。所不同的是，陳天石的研究方向是人工智能算法。一個做硬件、一個做軟件，兄弟倆決定聯手做人工智能和芯片設計的交叉研究。這源于他們年少時的一個想法：“做一個東西讓計算機更聰明，終極目標像人一樣聰明?！?/p>

當時，人工智能研究正處于低谷期，人工智能和芯片設計的交叉研究更不被業內人士認可。學生擔憂：做完研究，發不出論文是不是沒法畢業？項目申請也不順利，兄弟倆只能在日常工作之余開展研究。他們經常吃過早飯就坐在電腦前不間斷地工作，等感覺餓了已是晚上。熬夜更是家常便飯，累了就在折疊床上囫圇一覺。他們先后提出一系列基于人工智能方法的處理器研發技術，多次向體系結構頂級會議投稿，但都一一被拒。

“基礎研究者是孤獨的，很多時候不知道該往哪里走”，回憶起那段時光，陳云霽感觸很深，“困難一個接著一個，但問題解決之后的喜悅是常人無法體會的”。2014年，當他們研制的國際上首個深度學習處理器芯片與電腦主板成功連接，能效是傳統芯片的近百倍，圓滿實現預期目標，陳云霽喜出望外，“踏踏實實睡了一覺，然后又開始下一個迭代”。

功夫不負有心人，陳云霽和法國Temam教授的合作成果在體系結構頂級會議ASPLOS上，獲得“最佳論文獎”，這是亞洲首次、美國之外國家第二次獲得ASPLOS會議的最佳論文。他們的工作將以“DianNao”和“DaDianNao”中文拼音命名的深度學習處理器架構帶到了計算機體系結構的國際舞臺。參加國際會議時，陳云霽一遍遍地給外國同行糾正發音?！爸皼]有中文發音的芯片，我們借此也傳播了中國文化?！彼院赖卣f。

5億年前，地球迎來一次生命大爆發，從而進入了生命的新紀元，被稱為“寒武紀”。陳云霽團隊把他們研制的“深度學習處理器芯片”命名為“寒武紀”，希望能開啟人工智能的新紀元。

“不要為了發論文而去一味追逐熱點，要努力去探索那些未來有前景、現在沒被關注的方向?！标愒旗V經常用自己的經歷啟發學生。歷時10余年，深度學習處理器芯片已經應用在數千萬智能終端上，涉及智能手機、可穿戴設備、無人機和智能駕駛等多種場景。相關技術被《科學》評價為深度學習處理器的“開創性進展”，榮獲國家自然科學二等獎。

除了研發強大的人工智能處理器，陳云霽尤為看重人工智能時代的生態布局。“開發芯片的同時，我們提出了一種與通用計算完全不同的指令集。”陳云霽解釋，指令集就是電腦硬件與軟件之間互相“對話”的語言，是構筑信息產業生態的基礎之一。以往信息產業主要應用x86和ARM兩種指令集，大部分軟件和應用程序都以此為基礎開發——這讓任何后來者難以在傳統信息產業中做大做強。

“我們原來在這方面幾乎沒有發言權，但智能時代給了一個機會?！标愒旗V說，“我們已經邁出第一步，未來或許能夠建立起開放共贏的信息產業新生態”。

中科院杰出科技成就獎、中國計算機學會科學技術一等獎、全國創新爭先獎……近年來，陳云霽陸續獲得各種獎勵，但他絲毫不敢松懈：“芯片研發是一個日新月異的領域，我們有先發優勢，并不意味著能永遠沖在前面。必須加倍努力，才能引領國際智能芯片的發展。”

目前，陳云霽正帶領團隊全力攻克處理器設計的共性技術壁壘?！耙粋€人生命中最大的幸運，莫過于在他的人生中途，年富力強的時候，發現了自己的使命?！标愒旗V喜歡引用茨威格在《人類群星閃耀時》里寫的這段話。“能把興趣和工作結合在一起，我感覺特別幸運?！彼f。