人均HPC算力消費反映一個(ge)國家(jia)的科技(ji)創新水平

高(gao)性能(neng)計算(suan)（High Performance Computing，簡稱HPC），常(chang)被稱為“超級(ji)計算(suan)”。

80年代(dai)中國(guo)人(ren)均(jun)電力消(xiao)耗是(shi)300多度／年， 美國(guo)則是(shi)人(ren)均(jun)近(jin)1萬(wan)多度／年， 差了30多倍。這也真實反映了當時兩個國(guo)家的(de)發展水(shui)平和(he)差距。如今我國(guo)人(ren)均(jun)用電量已(yi)接近(jin)世界平均(jun)水(shui)平，為部分發達國(guo)家的(de)1/4—1/5。

過(guo)去十年(nian)，我國(guo)電(dian)(dian)力(li)工業(ye)快(kuai)速發(fa)展，人(ren)均用(yong)電(dian)(dian)量(liang)快(kuai)速增長，這(zhe)和(he)我國(guo)經濟發(fa)展的(de)(de)軌跡是吻合的(de)(de)， 所以人(ren)均生(sheng)活用(yong)電(dian)(dian)量(liang)反映(ying)了一個(ge)國(guo)家的(de)(de)經濟發(fa)展水(shui)平(ping)。同樣，高性(xing)能(neng)計(ji)算(suan)的(de)(de)算(suan)力(li)的(de)(de)人(ren)均消費則是反映(ying)了這(zhe)個(ge)國(guo)家的(de)(de)科技創(chuang)新和(he)技術實力(li)。對一個(ge)公司(si)和(he)企(qi)業(ye)而言更是如此， 在2004年(nian)代(dai)韓國(guo)三星電(dian)(dian)子EDA設(she)計(ji)團隊所消耗的(de)(de)高性(xing)能(neng)計(ji)算(suan)集群規(gui)模就(jiu)(jiu)已經達到了3000臺以上， 而那個(ge)時候的(de)(de)華為海思EDA計(ji)算(suan)集群規(gui)模也(ye)就(jiu)(jiu)100多臺。

而到(dao)了(le)2018年的(de)時(shi)候華為海思EDA設計(ji)(ji)的(de)高(gao)性(xing)能計(ji)(ji)算(suan)集(ji)(ji)(ji)群(qun)也已經(jing)達到(dao)了(le)上萬(wan)顆CPU，幾千(qian)臺計(ji)(ji)算(suan)集(ji)(ji)(ji)群(qun)的(de)規模，這(zhe)時(shi)的(de)華為手機已成為中國第一(yi)品(pin)牌(pai)，躋身世界三(san)大品(pin)牌(pai)之一(yi)。 反觀中國汽車行業，國產(chan)品(pin)牌(pai)汽車幾乎沒有大量使用高(gao)性(xing)能計(ji)(ji)算(suan)集(ji)(ji)(ji)群(qun)，因為我們大部分在做逆向設計(ji)(ji)制造， 自主(zhu)創(chuang)新鳳毛麟(lin)角(jiao)，也就(jiu)對高(gao)性(xing)能計(ji)(ji)算(suan)的(de)規模要求不高(gao)，這(zhe)也就(jiu)可以解釋為什(shen)么當(dang)今中國汽車制造還是外國品(pin)牌(pai)獨(du)大的(de)局面。 所以高(gao)性(xing)能計(ji)(ji)算(suan)能力(li)可以用來直接衡(heng)量一(yi)個企業，一(yi)個公司， 一(yi)個產(chan)品(pin)和品(pin)牌(pai)的(de)科技創(chuang)新能力(li)和實力(li)。

如今從超級計算(suan)(suan)(suan)機(ji)數量(liang)分布來(lai)看中國占比45%，位居(ju)世界第一；但(dan)從超算(suan)(suan)(suan)算(suan)(suan)(suan)力看，美國第一，我國華(hua)為、浪潮、曙(shu)光上榜，但(dan)制(zhi)造商(shang)算(suan)(suan)(suan)力只(zhi)占11%。

這反(fan)應出我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)超(chao)(chao)算(suan)制(zhi)造業雖(sui)然占優勢，但性能和(he)(he)發(fa)達(da)國(guo)(guo)家(jia)還有(you)較(jiao)大(da)差距(ju)。所以，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)在超(chao)(chao)算(suan)領域，無疑是“超(chao)(chao)算(suan)大(da)國(guo)(guo)”，但和(he)(he)“超(chao)(chao)算(suan)強國(guo)(guo)”仍有(you)一定距(ju)離，后(hou)續應該著重發(fa)展質量(liang)，而非數量(liang)。國(guo)(guo)內不(bu)少有(you)識之士也認識到我(wo)(wo)(wo)們的(de)兩(liang)大(da)軟肋：

HPC軟(ruan)(ruan)件應用差距，我們(men)的超算(suan)應用普遍局限在氣(qi)象、軍事、航空領域，而國外超算(suan)應用比較廣泛。

HPC應用軟(ruan)(ruan)件差距，在HPC軟(ruan)(ruan)件應用方(fang)面，我們幾乎(hu)(hu)沒有自己(ji)的軟(ruan)(ruan)件， 這些(xie)軟(ruan)(ruan)件都掌(zhang)握在外國人手里。相對于芯片(pian)技術(shu)， 我們發(fa)現軟(ruan)(ruan)件情況更嚴峻， 我們幾乎(hu)(hu)沒有替代品。

超級計(ji)(ji)算作為(wei)高(gao)(gao)科技(ji)發展(zhan)(zhan)引擎，已早(zao)已成(cheng)(cheng)為(wei)世界各國(guo)經(jing)(jing)濟、國(guo)防、科研(yan)(yan)(yan)方面的競爭利器，在(zai)材(cai)料科學，生(sheng)物化學，智能制造，國(guo)家高(gao)(gao)科技(ji)領域與尖(jian)端技(ji)術(shu)研(yan)(yan)(yan)究方面是不可或缺的。經(jing)(jing)過我國(guo)科研(yan)(yan)(yan)人員(yuan)不懈的努力(li)，我國(guo)超算研(yan)(yan)(yan)制飛速發展(zhan)(zhan)，成(cheng)(cheng)為(wei)繼(ji)美國(guo)、日本之后的第三大高(gao)(gao)性能就(jiu)計(ji)(ji)算機(ji)研(yan)(yan)(yan)制生(sheng)產(chan)國(guo)。這對我國(guo)科研(yan)(yan)(yan)發展(zhan)(zhan)發揮了(le)重(zhong)要作用，是國(guo)家科技(ji)發展(zhan)(zhan)水平和綜(zong)合國(guo)力(li)的重(zhong)要標志。

超(chao)級計算機與(yu)人工智能

早在80年(nian)代(dai)，我在讀研究生的時(shi)候，和(he)師兄弟一起(qi)討論(lun)人(ren)工智能(neng)未來發(fa)展方(fang)向以及探討人(ren)和(he)機器(qi)下棋(qi)的結(jie)局時(shi)，就得出結(jie)論(lun)，未來計算機一定(ding)會下過人(ren)類，只要計算速(su)度足夠(gou)的快。1997年(nian)IBM“深思”之子“深藍(lan)”肩負使命，向卡斯(si)帕(pa)羅夫發(fa)起(qi)了挑(tiao)戰，這一次，深藍(lan)電腦以3.5–2.5擊(ji)敗卡斯(si)帕(pa)羅夫，成為首個(ge)在標準比(bi)賽時(shi)限(xian)內擊(ji)敗國(guo)際象棋(qi)世界冠(guan)軍的電腦系統！

國際象棋(qi)也被計算(suan)(suan)機完全(quan)破解(jie)！這是(shi)因為下(xia)棋(qi)是(shi)個(ge)決(jue)策樹(shu)問題， 象棋(qi)決(jue)策樹(shu)的(de)規(gui)模大約是(shi)40^80步。當用現(xian)代超級計算(suan)(suan)機能力，一(yi)般的(de)暴力算(suan)(suan)法(fa)就能完敗任何(he)世界(jie)象棋(qi)高手。然而，當西方世界(jie)智(zhi)力游戲淪陷時刻(ke)，人們(men)把目光瞄準了(le)遙遠(yuan)的(de)東方，我們(men)中(zhong)國的(de)圍棋(qi)是(shi)當時計算(suan)(suan)機無(wu)法(fa)攻克的(de)一(yi)座(zuo)高山。

盡管(guan)原因很(hen)簡單，就是算(suan)(suan)(suan)不(bu)過(guo)來(lai)！圍棋每一局可是有150步(bu)(bu)，每一步(bu)(bu)有250種可選(xuan)的下法(fa)(fa)(fa)！計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)對應(ying)的就要計(ji)算(suan)(suan)(suan)250^150 步(bu)(bu)！再加上其(qi)中(zhong)的無窮變(bian)化，用(yong)暴力算(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)就算(suan)(suan)(suan)用(yong)世(shi)界上最快(kuai)的計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)，在(zai)地球毀滅之前也(ye)算(suan)(suan)(suan)不(bu)出來(lai)。Google的阿爾法(fa)(fa)(fa)圍棋的誕(dan)生，這一切被改變(bian)了。阿爾法(fa)(fa)(fa)圍棋在(zai)計(ji)算(suan)(suan)(suan)能力上并不(bu)出奇(qi)，它最恐(kong)怖的屬性在(zai)于(yu)其(qi)學習速度。

研究者們用(yong)最(zui)新的(de)方法“深度學習”對其進行訓練，在阿爾(er)法圍(wei)棋(qi)的(de)核心(xin)中植入了(le)全(quan)新的(de)算(suan)法，使得(de)阿爾(er)法圍(wei)棋(qi)不再像(xiang)自己的(de)老前(qian)輩(bei)一(yi)樣只會(hui)悶頭算(suan)數，而(er)是(shi)可以(yi)和人類棋(qi)手一(yi)樣，會(hui)依據棋(qi)局判(pan)斷當(dang)前(qian)局面以(yi)推斷未來(lai)的(de)局面了(le)！說白了(le)以(yi)前(qian)計算(suan)機(ji)每(mei)一(yi)步下(xia)法都是(shi)個天(tian)文數字，而(er)有(you)了(le)人工(gong)智(zhi)能算(suan)法，大大縮(suo)小(xiao)了(le)這(zhe)顆(ke)搜索樹的(de)范圍(wei)。

并(bing)且最(zui)牛的(de)(de)(de)是(shi)，它還可(ke)以和自己(ji)對弈(yi)，通過不斷的(de)(de)(de)學習，在(zai)短時(shi)間內就能讓自己(ji)的(de)(de)(de)棋(qi)藝繼續精進，也就是(shi)搜索樹更加(jia)精準！2016年1月(yue)，阿爾(er)法圍(wei)棋(qi)就在(zai)實戰中擊敗了歐洲冠軍，震驚(jing)了世界。緊接著同(tong)年3月(yue)，阿爾(er)法圍(wei)棋(qi)與人(ren)類(lei)頂尖的(de)(de)(de)圍(wei)棋(qi)高手(shou)韓國人(ren)李世乭(shi)（shí）、2017年5月(yue)與排名世界第一的(de)(de)(de)圍(wei)棋(qi)冠軍柯潔對弈(yi)中，人(ren)類(lei)完敗。 人(ren)工智(zhi)能活生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)把人(ren)類(lei)引以為自豪的(de)(de)(de)圍(wei)棋(qi)打回了原型。 人(ren)類(lei)徹徹底(di)底(di)的(de)(de)(de)了解的(de)(de)(de)人(ren)工智(zhi)能的(de)(de)(de)強(qiang)大。

自從阿爾(er)法(fa)狗戰勝(sheng)人類棋類博弈后， 有人驚呼人工智能未來會戰勝(sheng)人類從而統治(zhi)人類。 這(zhe)一觀點的(de)(de)代表人(ren)(ren)物是知名物理學家斯蒂芬·威(wei)廉·霍(huo)金，他曾(ceng)經對(dui)人(ren)(ren)工(gong)智能做出(chu)過預言：未來人(ren)(ren)工(gong)智能也許(xu)會是人(ren)(ren)類的(de)(de)終結者。 這(zhe)里(li)我不(bu)想對(dui)霍(huo)金的(de)(de)論(lun)斷作出(chu)評論(lun)，還是回到(dao)我在(zai)八十年代和師(shi)兄弟的(de)(de)關于人(ren)(ren)工(gong)智能的(de)(de)探討吧， 其實(shi)今天人(ren)(ren)工(gong)智能在(zai)圍棋上戰(zhan)勝人(ren)(ren)類，我們(men)在(zai)30多年前(qian)的(de)討(tao)論中已經有了(le)答案(an)， 所(suo)以(yi)今天的結果并不出(chu)乎意外。

但是，當(dang)時(shi)我(wo)們的話(hua)題的另(ling)一半就是人工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)在(zai)(zai)智(zhi)(zhi)能(neng)上，人類可能(neng)比不(bu)過她。但是人工(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)在(zai)(zai)智(zhi)(zhi)慧(hui)上和人類差(cha)距很大(da)， 我(wo)們舉了(le)(le)一個(ge)著名的例子(zi)來說明智(zhi)(zhi)能(neng)和智(zhi)(zhi)慧(hui)的差(cha)別。 比如在(zai)(zai)一間辦公(gong)室(shi)到(dao)中午了(le)(le)老王出(chu)去吃飯了(le)(le)， 這(zhe)時(shi)有個(ge)電(dian)話(hua)打進來找老王，顯然回答是老王不(bu)在(zai)(zai)辦公(gong)室(shi)。那么(me)如果問老王為什么(me)不(bu)在(zai)(zai)？我(wo)們人類會很快回答，“因為他去吃飯了(le)(le)”。

然而(er)人(ren)(ren)工(gong)智能(neng)(neng)就(jiu)(jiu)不(bu)能(neng)(neng)回答(da)， 因為(wei)她不(bu)知道老(lao)王出去吃飯和他不(bu)在(zai)辦(ban)公室的(de)(de)因果關(guan)系。 這就(jiu)(jiu)是(shi)我們要說(shuo)的(de)(de)上下文關(guan)系問題， 這個牽涉(she)到(dao)的(de)(de)是(shi)智慧而(er)不(bu)是(shi)智能(neng)(neng)。 現在(zai)的(de)(de)科技也證明(ming)了(le)這一點， 盡管(guan)人(ren)(ren)工(gong)智能(neng)(neng)下圍棋戰(zhan)勝了(le)何潔， 但是(shi)在(zai)智慧方面，如今的(de)(de)人(ren)(ren)工(gong)智能(neng)(neng)也就(jiu)(jiu)相當于(yu)5歲小(xiao)孩的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。

智(zhi)力(li)(li)(li)涉(she)及的(de)(de)是人(ren)腦(nao)進行信(xin)息加工部(bu)分(fen)的(de)(de)能力(li)(li)(li)，英國的(de)(de)心理(li)學家(jia)斯皮爾曼將(jiang)能力(li)(li)(li)劃分(fen)為一般(ban)能力(li)(li)(li)和(he)特殊能力(li)(li)(li)，智(zhi)力(li)(li)(li)(Intelligence)屬于一般(ban)能力(li)(li)(li)范疇。可測(ce)量的(de)(de)智(zhi)力(li)(li)(li)也(ye)成為了如今當(dang)紅研(yan)究——人(ren)工智(zhi)能(Artificial Intelligence)的(de)(de)理(li)論(lun)基(ji)礎之(zhi)一。

智(zhi)慧(hui)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個人集智(zhi)商、情商、挫商、愛(ai)商等等諸多能(neng)力(li)于一(yi)(yi)體的(de)(de)整(zheng)體表征，不僅為了生(sheng)存，更(geng)是(shi)(shi)為了改(gai)造(zao)和創造(zao)而擁有的(de)(de)優(you)秀(xiu)品(pin)質，是(shi)(shi)探(tan)得(de)根本、融(rong)會貫通的(de)(de)高級境界。智(zhi)力(li)或許決(jue)定了能(neng)力(li)的(de)(de)高低，而智(zhi)慧(hui)決(jue)定是(shi)(shi)關聯性的(de)(de)廣度與(yu)深度。

再回到霍金(jin)的論斷， 斯坦福大學計算機科(ke)學院教(jiao)授(shou)、谷歌首(shou)席科(ke)學家Yoav Shoham稱(cheng)，他(ta)特別贊同霍金(jin)對于人(ren)工智能的評價，有激動人(ren)心的一(yi)方面，但(dan)更多的要提早預防(fang)AI帶來(lai)的一(yi)系列問題。而對于“機器(qi)(qi)人(ren)取代人(ren)類(lei)”的言論，Yoav Shoham認為，未來(lai)人(ren)與(yu)機器(qi)(qi)的界限會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)模(mo)糊，當(dang)人(ren)和機器(qi)(qi)融為一(yi)體了，就不存(cun)在(zai)機器(qi)(qi)會(hui)取代人(ren)的一(yi)個過程(cheng)。