如何有效提升算力？專家有話說！

8月16日，英特爾公司高級副總裁、英特爾中國區董事長王銳在英特爾2023中國學術峰會上表示，中國10億級參數規模以上的大模型已經有近80個。大模型及其參數指數級的疊加，大大增加了對算力的巨大需求，如何有效提升算力成為大家關注的焦點。

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如何有效提升算力

在芯片制造層面上，算力的提升不僅僅是制程數字持續縮小，還是材料、設備、芯片架構、制造工藝、供電技術、封裝技術的全面升級。

英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強介紹，先進制程是為了實現在單一計算設備中集成更多的晶體管，單一計算設備指的不僅是單芯片，而是單個封裝中所有芯片的總和。目前在單一計算設備中能集成1000億個晶體管，但是英特爾的愿景是到2030年在單一計算設備中集成10000億個晶體管，將來會通過高數值孔徑的EUV光刻、GAA晶體管架構、背面供電等技術實現。

此外，推動先進封裝技術，是保障芯片在有限的面積內，依舊能持續性地提升芯片性能。未來，2.5D以及3D封裝技術能夠大幅度減少芯片封裝的尺寸。

探索創新類腦計算、量子計算等高能效算力技術，也為算力提升帶來了新思路。宋繼強表示，比如神經擬態計算等類腦計算芯片不僅通過模仿神經元的結構構建硬件，還能采用脈沖式神經網絡等新技術，實現實時在線學習，甚至可以對多種不同的模態進行整合。高密度量子比特芯片技術同樣具有可觀的增長潛力。

據了解，量子比特是計算機比特的量子版本，是計算機中最小的數據單元。和傳統的比特一樣，量子比特的編碼信息可以是1或0。但與傳統比特不同的是，量子比特能夠利用量子力學的概念，完成傳統比特無法完成的任務。宋繼強表示，在高密度量子比特芯片中，硅自旋量子位很受業內關注，其性能方面與超導量子位旗鼓相當，但是面積縮小了100萬倍。

此外，高能效數據傳輸也能夠進一步提升算力。例如，集成硅光子技術能夠替代金屬材料為各服務器節點提供高帶寬傳輸技術。該項技術適用于大規模圖計算等連接節點較多的大型計算領域，能夠有效提升數據傳輸效率。

集成硅光子技術未來愿景

軟件定義芯片另辟蹊徑

很多專家強調了軟件對于AI芯片設計的重要性，并表示軟件是滿足芯片定制化功能的關鍵，讓芯片變得更加“智能”，這也是提升算力的關鍵。

“如果把AI比喻成工具，那么軟件就是駕馭工具的能力。通過軟件編程主要可以從四個方面更好地駕馭AI功能。第一，分而治之，通過軟件編程把大問題化成小問題。第二，循序漸進，即用編程解決小問題后，在逐步提升能力解決大問題。第三，試錯迭代，用軟件編程的方式對技術進行迭代，并不斷修復程序錯誤。第四，異常處理，通過編程語言來處理各種異常情況，并掌握正確的發展方向。”華東師范大學副校長周傲英表示。

宋繼強也表示，若想讓AI芯片在AI生態中蓬勃發展，需要軟件的加持。芯片要與上層操作系統進行搭接，并適配不同的垂直軟件棧，才能揮出最大的作用。

盡管如今高性能計算機的計算能力已經進入到了“E級”時代（“E級”是指每秒可進行百億億次數學運算的超級計算），但人們對于更高算力的追求從未停滯，這也使得軟件定義芯片的概念愈發深入人心。

“軟件定義芯片才是創新的關鍵。”清華大學教授魏少軍表示，“通用”仍然是人工智能芯片的主流架構，然而此通用非彼通用，未來的通用人工智能芯片，需要在通用的基礎上，變得更加“智能”，以滿足各種各樣終端應用的定制化需求。而若想讓芯片變得更通用、更智能，可以以應用定義軟件，再用軟件定義芯片，保證芯片在具備靈活性的同時大幅提升效率。這不僅可以滿足各種人工智能應用的定制化需求，也能有效增強算力供給。

合理分配算力也是關鍵

盡管算力提升的方式多種多樣，但算力分配不均的現象仍存在，如何合理分配算力，成為了產業關注的焦點。

魏少軍提出，由于ChatGPT需要大量算力的堆積，一定程度上帶來了高校算力緊張。據了解，ChatGPT的爆火引發算力需求劇烈擴張，本屬于其他AI領域的算力資源被大模型分走，使得研發能力受到掣肘，加劇了算力的“貧富分化”。

有數據顯示，ChatGPT的用戶基數在今年7月驟降，下降了12%，從17億下跌至15億。可見，AI技術已經從第一階段過渡到了第二階段，從盲目的算力堆積，到廣大從業者逐漸趨于理性，并思考如何合理化分配有限的算力資源，使得AI技術能夠更廣泛地賦能千行百業。

“算力作為AI技術的動能，在采集之前，要更加具有目的性并明確技術需求，這有助于讓算力流向真正所需要的地方，讓更多真正所需的AI技術得到發展。”周傲英說。

周傲英表示，科技發展已經進入了一個嶄新的階段，即科學與技術融合發展的時代。此前，是科學引領著技術的發展，而現在是技術在倒逼著科學的進步。因此，未來AI技術的發展需要產業發展、應用場景、科技創新三者緊密相連，并且要以產業、應用的需求帶動科技創新的發展，有效保障算力的合理分配，避免“算力荒”的出現。

作者丨沈叢

編輯丨張心怡

美編丨馬利亞

監制丨連曉東

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