陳云霽在講解。施芳攝
在聯(lián)系近一周之后,陳云霽才擠出時(shí)間接受了采訪。見(jiàn)面時(shí),他正忙著編程序,辦公桌旁是一張折疊床,側(cè)面墻壁的白板上寫(xiě)滿了各種結(jié)構(gòu)圖?!白罱粋€(gè)科研項(xiàng)目要收尾,一直在忙,每天都搞不清楚是星期幾!”他笑著說(shuō),“但只要把研究當(dāng)成興趣,也不覺(jué)得累?!彼@得中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)潞椭袊?guó)青年科技獎(jiǎng),不久前又被授予全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
9歲上中學(xué),14歲考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班,24歲取得中科院博士學(xué)位,29歲晉升為研究員,33歲榮獲中國(guó)青年科技獎(jiǎng)……在外人看來(lái),陳云霽是一個(gè)“彎道超車”的天才,他卻認(rèn)為科學(xué)研究沒(méi)有捷徑可走——“要在人工智能時(shí)代做出原始性創(chuàng)新,得下一番苦功夫”。
兒時(shí)喜歡玩街機(jī),后來(lái)喜歡打“星際爭(zhēng)霸”等游戲,陳云霽漸漸對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。大三時(shí),陳云霽把計(jì)算機(jī)系所有實(shí)驗(yàn)室的門敲了一遍,問(wèn)是否接收本科生。最終,教計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的周學(xué)海教授所在的實(shí)驗(yàn)室收下了他。在研發(fā)過(guò)程中,盡管做的都是些打下手的“雜活”,卻讓陳云霽感受到計(jì)算機(jī)的巨大魅力。
畢業(yè)在即,聽(tīng)說(shuō)中科院計(jì)算所開(kāi)始研制國(guó)產(chǎn)通用處理器,他覺(jué)得,能參與國(guó)產(chǎn)通用處理器的研發(fā),是一個(gè)光榮又難得的機(jī)會(huì)。
2002年,陳云霽如愿來(lái)到了中科院計(jì)算所,跟隨胡偉武研究員碩博連讀,成為當(dāng)時(shí)龍芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)中最年輕的成員。
“一旦確立目標(biāo),就要拼盡全力去實(shí)現(xiàn)它?!焙鷤ノ浣?jīng)常用小馬過(guò)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(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了中國(guó)首款32位通用處理器——龍芯1號(hào)。
博士畢業(yè)后,陳云霽留在了計(jì)算所。2008年,25歲的陳云霽成為8核龍芯3號(hào)的主要架構(gòu)師。龍芯3號(hào)與龍芯1號(hào)、2號(hào)有所不同,已從單核發(fā)展到多核了。陳云霽對(duì)此有個(gè)形象比喻:“以前一桌菜給一桌客人吃,現(xiàn)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(xiàn)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(xié)處理器結(jié)構(gòu),有效緩解了龍芯3B運(yùn)算帶寬比問(wèn)題;提出片上多核處理器的有界誤差全局時(shí)鐘理論,解決了多核處理器驗(yàn)證和調(diào)試的一系列關(guān)鍵難題。
那年夏天,在中關(guān)村一間沒(méi)有空調(diào)的宿舍內(nèi),陳云霽埋頭寫(xiě)有關(guān)CPU架構(gòu)的論文。雖然揮汗如雨,但他內(nèi)心難掩對(duì)研究成果的期待。論文最終被作為體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域三大頂級(jí)會(huì)議之一的國(guó)際高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)會(huì)議(HPCA)錄用,這也是HPCA歷史上第一篇第一作者來(lái)自中國(guó)大陸的論文。
陳天石是陳云霽的弟弟,本科也畢業(yè)于中科大少年班。2007年,他作為客座博士生從中科大來(lái)到了計(jì)算所。所不同的是,陳天石的研究方向是人工智能算法。一個(gè)做硬件、一個(gè)做軟件,兄弟倆決定聯(lián)手做人工智能和芯片設(shè)計(jì)的交叉研究。這源于他們年少時(shí)的一個(gè)想法:“做一個(gè)東西讓計(jì)算機(jī)更聰明,終極目標(biāo)像人一樣聰明?!?/p>
當(dāng)時(shí),人工智能研究正處于低谷期,人工智能和芯片設(shè)計(jì)的交叉研究更不被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可。學(xué)生擔(dān)憂:做完研究,發(fā)不出論文是不是沒(méi)法畢業(yè)?項(xiàng)目申請(qǐng)也不順利,兄弟倆只能在日常工作之余開(kāi)展研究。他們經(jīng)常吃過(guò)早飯就坐在電腦前不間斷地工作,等感覺(jué)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(jué)。他們先后提出一系列基于人工智能方法的處理器研發(fā)技術(shù),多次向體系結(jié)構(gòu)頂級(jí)會(huì)議投稿,但都一一被拒。
“基礎(chǔ)研究者是孤獨(dú)的,很多時(shí)候不知道該往哪里走”,回憶起那段時(shí)光,陳云霽感觸很深,“困難一個(gè)接著一個(gè),但問(wèn)題解決之后的喜悅是常人無(wú)法體會(huì)的”。2014年,當(dāng)他們研制的國(guó)際上首個(gè)深度學(xué)習(xí)處理器芯片與電腦主板成功連接,能效是傳統(tǒng)芯片的近百倍,圓滿實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),陳云霽喜出望外,“踏踏實(shí)實(shí)睡了一覺(jué),然后又開(kāi)始下一個(gè)迭代”。
功夫不負(fù)有心人,陳云霽和法國(guó)Temam教授的合作成果在體系結(jié)構(gòu)頂級(jí)會(huì)議ASPLOS上,獲得“最佳論文獎(jiǎng)”,這是亞洲首次、美國(guó)之外國(guó)家第二次獲得ASPLOS會(huì)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(xué)習(xí)處理器架構(gòu)帶到了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的國(guó)際舞臺(tái)。參加國(guó)際會(huì)議時(shí),陳云霽一遍遍地給外國(guó)同行糾正發(fā)音?!爸皼](méi)有中文發(fā)音的芯片,我們借此也傳播了中國(guó)文化。”他自豪地說(shuō)。
5億年前,地球迎來(lái)一次生命大爆發(fā),從而進(jìn)入了生命的新紀(jì)元,被稱為“寒武紀(jì)”。陳云霽團(tuán)隊(duì)把他們研制的“深度學(xué)習(xí)處理器芯片”命名為“寒武紀(jì)”,希望能開(kāi)啟人工智能的新紀(jì)元。
“不要為了發(fā)論文而去一味追逐熱點(diǎn),要努力去探索那些未來(lái)有前景、現(xiàn)在沒(méi)被關(guān)注的方向?!标愒旗V經(jīng)常用自己的經(jīng)歷啟發(fā)學(xué)生。歷時(shí)10余年,深度學(xué)習(xí)處理器芯片已經(jīng)應(yīng)用在數(shù)千萬(wàn)智能終端上,涉及智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)和智能駕駛等多種場(chǎng)景。相關(guān)技術(shù)被《科學(xué)》評(píng)價(jià)為深度學(xué)習(xí)處理器的“開(kāi)創(chuàng)性進(jìn)展”,榮獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。
除了研發(fā)強(qiáng)大的人工智能處理器,陳云霽尤為看重人工智能時(shí)代的生態(tài)布局?!伴_(kāi)發(fā)芯片的同時(shí),我們提出了一種與通用計(jì)算完全不同的指令集?!标愒旗V解釋,指令集就是電腦硬件與軟件之間互相“對(duì)話”的語(yǔ)言,是構(gòu)筑信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)的基礎(chǔ)之一。以往信息產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用x86和ARM兩種指令集,大部分軟件和應(yīng)用程序都以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)——這讓任何后來(lái)者難以在傳統(tǒng)信息產(chǎn)業(yè)中做大做強(qiáng)。
“我們?cè)瓉?lái)在這方面幾乎沒(méi)有發(fā)言權(quán),但智能時(shí)代給了一個(gè)機(jī)會(huì)?!标愒旗V說(shuō),“我們已經(jīng)邁出第一步,未來(lái)或許能夠建立起開(kāi)放共贏的信息產(chǎn)業(yè)新生態(tài)”。
中科院杰出科技成就獎(jiǎng)、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)……近年來(lái),陳云霽陸續(xù)獲得各種獎(jiǎng)勵(lì),但他絲毫不敢松懈:“芯片研發(fā)是一個(gè)日新月異的領(lǐng)域,我們有先發(fā)優(yōu)勢(shì),并不意味著能永遠(yuǎn)沖在前面。必須加倍努力,才能引領(lǐng)國(guó)際智能芯片的發(fā)展?!?/p>
目前,陳云霽正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)全力攻克處理器設(shè)計(jì)的共性技術(shù)壁壘。“一個(gè)人生命中最大的幸運(yùn),莫過(guò)于在他的人生中途,年富力強(qiáng)的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)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(shí)》里寫(xiě)的這段話?!澳馨雅d趣和工作結(jié)合在一起,我感覺(jué)特別幸運(yùn)?!彼f(shuō)。