李璐璐

2022年5月7日，陳云霽展示由他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制的“寒武紀(jì)1號(hào)”芯片。

在聯(lián)系近一周之后，陳云霽才擠出時(shí)間接受了采訪(fǎng)。見(jiàn)面時(shí)，這位中科院計(jì)算技術(shù)研究所研究員正忙著編程序，辦公桌旁是一張折疊床，側(cè)面墻壁的白板上寫(xiě)滿(mǎn)了各種結(jié)構(gòu)圖。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?！耙恢痹诿?，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?！边@位“80后”科學(xué)家，已在國(guó)產(chǎn)處理器芯片研制領(lǐng)域耕耘了20余年。

“讓計(jì)算機(jī)更聰明”“讓機(jī)器更好地服務(wù)人類(lèi)”……這是陳云霽科研路上的夢(mèng)想和追求。這份夢(mèng)想在兒時(shí)便埋下了種子。“我小時(shí)候喜歡看書(shū)，家里書(shū)架上有很多工程、歷史類(lèi)的書(shū)籍?！标愒旗V說(shuō)，“我也喜歡玩游戲，街機(jī)、‘星際爭(zhēng)霸’等玩了不少?！睗u漸地，他對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

興趣和求知欲驅(qū)動(dòng)的探索習(xí)慣為陳云霽的科研之路打下了良好的基礎(chǔ)。陳云霽從小在數(shù)學(xué)上展現(xiàn)出了過(guò)人的天賦，三年級(jí)時(shí)就學(xué)完了全部小學(xué)數(shù)學(xué)課程，9歲小學(xué)畢業(yè)時(shí)已經(jīng)把初中數(shù)學(xué)課程學(xué)完，同時(shí)考上了南昌十中的少年班。

14歲時(shí)，陳云霽考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班。大三時(shí)，他把計(jì)算機(jī)系所有實(shí)驗(yàn)室的門(mén)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。2002年，陳云霽如愿以?xún)攣?lái)到了中科院計(jì)算所，跟隨胡偉武研究員碩博連讀。當(dāng)時(shí)，計(jì)算所正在研制國(guó)產(chǎn)通用處理器（龍芯1號(hào)），陳云霽成為當(dāng)時(shí)龍芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)中最年輕的成員。博士畢業(yè)后，陳云霽順理成章留在了計(jì)算所，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?！标愒旗V解釋說(shuō)，“好比以前一桌菜給一桌客人吃，現(xiàn)在一桌菜要給8桌客人吃。”

在資源十分匱乏的條件下，陳云霽和同事們邊干邊摸索，提出訪(fǎng)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)試的一系列難題，保障了龍芯3號(hào)的研制。研究成果論文被體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域旗艦會(huì)議HPCA（高性能計(jì)算架構(gòu)國(guó)際研討會(huì)）錄用，這也是HPCA上第一篇第一作者來(lái)自中國(guó)大陸的論文。2013年，時(shí)任中科院計(jì)算所所長(zhǎng)孫凝暉讓年僅30歲、只做了1年研究員的陳云霽作為學(xué)術(shù)帶頭人主導(dǎo)智能處理器基礎(chǔ)研究。

2010年，以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)在全球范圍內(nèi)飛速發(fā)展，然而，智能算法規(guī)模快速增長(zhǎng)，硬件系統(tǒng)的發(fā)展仍異常緩慢。為了解決這個(gè)矛盾，研究計(jì)算機(jī)架構(gòu)的陳云霽與計(jì)算所研究人工智能的同事展開(kāi)了交流合作?！拔磥?lái)的智能計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣的？”成為了陳云霽每天思考的問(wèn)題。

科研路上，弟弟陳天石也來(lái)到了他的身邊。陳天石同樣畢業(yè)于中科大少年班。2007年，陳天石作為客座博士生從中科大來(lái)到了計(jì)算所，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。這是他們年少時(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”。

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)生們擔(dān)憂(yōu)：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?！袄щy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。”陳云霽說(shuō)。

陳云霽（ 右一）與龍芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員合影（2007年1月1日攝）。

2022年5月7日，陳云霽（前右）與科研團(tuán)隊(duì)。

功夫不負(fù)有心人。2014年，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，能效達(dá)到傳統(tǒng)芯片的近百倍，圓滿(mǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。在美國(guó)鹽湖城召開(kāi)的國(guó)際計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)支持、編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議（ASPLOS）上，陳云霽與法國(guó)國(guó)立計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化研究院的奧利弗·特曼教授合作的“一種小尺度的高吞吐率機(jī)器學(xué)習(xí)加速器”，獲得了最佳論文獎(jiǎng)。這是中國(guó)內(nèi)地科研機(jī)構(gòu)首次在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和高性能計(jì)算領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際會(huì)議上獲得最佳論文獎(jiǎng)，也是亞洲首次、美國(guó)之外國(guó)家第二次獲得ASPLOS會(huì)議的最佳論文。以“DianNao”和“DaDianNao”中文拼音命名的深度學(xué)習(xí)處理器架構(gòu)正式出現(xiàn)在了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的國(guó)際舞臺(tái)上。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，他自豪地說(shuō)：“之前沒(méi)有中文發(fā)音的芯片，我們借此也傳播了中國(guó)文化?！?/p>

2021年7月27日-28日，第二十三屆中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)在北京召開(kāi)。圖為陳云霽在閉幕式上作《深度學(xué)習(xí)處理器》主旨報(bào)告。

這之后，陳云霽全身心投入實(shí)際芯片研發(fā)，挑戰(zhàn)深度學(xué)習(xí)處理器芯片。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破深度學(xué)習(xí)處理器設(shè)計(jì)中的規(guī)模、適配、能效三個(gè)核心挑戰(zhàn)，最終，研發(fā)出國(guó)際首個(gè)深度學(xué)習(xí)處理器芯片“寒武紀(jì)”?！啊浼o(jì)’是顯生宙的開(kāi)始，希望能開(kāi)啟人工智能的新紀(jì)元?！标愒旗V說(shuō)?！昂浼o(jì)”誕生的那一刻，陳云霽高興地隨手抓起身旁的拖把，和身邊的同學(xué)們即興表演了一段“棍棒舞”。

2018年2月，世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志刊文稱(chēng)，寒武紀(jì)的一系列成果為深度學(xué)習(xí)處理器領(lǐng)域作出了“開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)”，陳云霽和他的團(tuán)隊(duì)被評(píng)價(jià)為該領(lǐng)域的先驅(qū)和引領(lǐng)者。陳云霽也被評(píng)為2015年度全球35位杰出青年創(chuàng)新者。

回顧科研生涯，陳云霽說(shuō)：“從導(dǎo)師胡偉武身上，不僅學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)芯片，更明白了一個(gè)深刻的道理，科學(xué)研究從來(lái)沒(méi)有捷徑可走，需要苦干實(shí)干。 ”

歷時(shí)十余年，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。

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?zhuān)噶罴褪请娔X硬件與軟件之間互相“對(duì)話(huà)”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)——這讓所有后來(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)。”他經(jīng)常用自己的經(jīng)歷啟發(fā)學(xué)生：“不要為了發(fā)論文而一味去追逐熱點(diǎn)，要努力去做那些未來(lái)有前景、現(xiàn)在沒(méi)被關(guān)注的方向?！?/p>

即使碩果累累、榮譽(yù)加身，對(duì)于陳云霽而言都已經(jīng)是過(guò)去時(shí)，如今的他，仍然奮斗在智能計(jì)算系統(tǒng)研究的前線(xiàn)?！翱茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展路徑往往會(huì)出人意料。未來(lái)50年，計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力將達(dá)到人類(lèi)大腦的幾十億倍。智能硬件在提升計(jì)算能力的同時(shí)，也在推進(jìn)著智能算法的快速發(fā)展。近乎無(wú)窮的計(jì)算能力也許會(huì)革新當(dāng)前符號(hào)主義主導(dǎo)或聯(lián)結(jié)主義主導(dǎo)的已有智能計(jì)算范式，帶來(lái)人工智能能力的跨越式提升。”陳云霽說(shuō)，“作為一名科研人員，做未知領(lǐng)域的科研探索會(huì)很孤獨(dú)，特別是做別人沒(méi)有做過(guò)的無(wú)人區(qū)，會(huì)更加孤獨(dú)。但是，在我看來(lái)，有科學(xué)理想的人應(yīng)該偏離一般意義的最優(yōu)路徑，有勇氣探索冷門(mén)、未知的領(lǐng)域，人工智能的星辰大海是他值得投入全部精力去探索奮斗的畢生事業(yè)。”

陳云霽喜歡引用茨威格在《人類(lèi)群星閃耀時(shí)》的一段話(huà)：“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?！彼f(shuō)：“能把興趣和工作結(jié)合在一起，我感覺(jué)特別幸運(yùn)。”

1983年出生于江西南昌，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)，研究員，博士生導(dǎo)師。主持的項(xiàng)目“深度學(xué)習(xí)處理器體系結(jié)構(gòu)新范式”獲2020年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2022年，獲得“全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>