大約一周前，澳大利亞華裔科學家陶哲軒把自己要解的5個問題交給大模型進行數(shù)學定理自動推理證明，沒過多久就完成了全部任務(wù)。他不禁感嘆：“以后人類數(shù)學家還是別做證明題了，只要提出問題直接交給大模型就行了?！?/p>

如今，幾乎無所不能的大模型，連數(shù)學家都對它感到佩服。今天舉行的2023世界人工智能大會“大模型時代的通用人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇及風險”分論壇上，中國工程院院士、清華大學信息科學技術(shù)學院院長戴瓊海指出，算力是目前人工智能（AI）發(fā)展遇到的最大瓶頸，未來AI新算法與模型將融合腦與認知，而生物機制與機器特色相結(jié)合，會創(chuàng)造出人工智能新范式，從而帶來多維度的AI性能提升。

不斷膨脹的AI能耗地球能否承受？

(資料圖)

人工智能正在深刻改變這個時代：以AlphaGo為核心衍生出的一系列技術(shù)正引發(fā)科研領(lǐng)域的顛覆式革命，而以GPT-3為代表的大模型，可根據(jù)需求繪畫、問答、寫詩，幾乎無所不能。因此，世界各國都對AI寄予厚望。阿里巴巴集團董事會主席兼首席執(zhí)行官張勇曾表示，所有行業(yè)都值得用大模型重新做一遍。

然而，這將會使人工智能發(fā)展到何種規(guī)模？AI誕生至今，其狀態(tài)空間復雜度已從初始的10的21次方提升到目前的10的172次方，這個數(shù)字比地球上所存在的細胞還要高出好幾個數(shù)量級。

自然界有一種被稱為“涌現(xiàn)”的奇特現(xiàn)象，指的是當群體數(shù)量達到一定規(guī)模，就會出現(xiàn)很多之前所沒有的能力。戴瓊海認為，如今的大模型就出現(xiàn)了知識與能力的“涌現(xiàn)”，其生成的思維鏈實現(xiàn)了數(shù)據(jù)與邏輯知識的雙驅(qū)動，由此具有了內(nèi)容理解與生成、科學求解等十分重要的應(yīng)用能力。

不過，這又給人類提出了另一個問題。在氣候挑戰(zhàn)日益嚴峻的今天，不斷膨脹的人工智能正在消耗越來越多的電力。據(jù)預(yù)測，到2030年，智能計算的年耗電量將達到5000億度，占全球發(fā)電總量的5%。如果AlphaGo對弈一盤棋就要耗去1噸煤的發(fā)電量，訓練對弈千萬盤棋局就要燃燒20萬噸煤，那么讓大模型賦能千行百業(yè)，地球能否承受得起如此巨大的碳排放？

光電智能計算帶來速度能效革命

根據(jù)摩爾定律，計算機的算力每18個月翻一番，而并行訓練日益復雜的AI網(wǎng)絡(luò)的需求，每三四個月就會翻一番。戴瓊海指出，近五年來，作為AI發(fā)展重要支撐的算力正逐漸變?yōu)橹萍sAI繼續(xù)向前的瓶頸。

“今年，資本市場對英偉達的熱捧，就是算力缺乏的明證?！鼻迦A大學電子工程系主任、長聘教授汪玉介紹，目前全球大算力芯片供應(yīng)商僅有英偉達和AMD，而英偉達憑借軟件生態(tài)優(yōu)勢在市場上占據(jù)著主導地位。他算了一筆賬：假設(shè)中國14億人每個人都用上大模型，所需的總算力可能與目前中國所擁有的算力之間，相差至少上千倍。

目前在大算力芯片研發(fā)上，我國在光電智能芯片領(lǐng)域有望與歐美一爭高下。戴瓊海表示，一旦光電智能計算得到應(yīng)用，將對當代計算的速度、能量效率和數(shù)據(jù)通量產(chǎn)生變革性影響，可實現(xiàn)計算速度的成千倍提升、能效的百萬倍提升。“改用光電智能芯片，AlphaGo整體計算能耗將從1噸煤下降到1克?！贝鳝偤Ｕf。

去年，我國正式啟動“東數(shù)西算”工程，在全國布署8個算力樞紐節(jié)點和10個國家數(shù)據(jù)中心集群，以新型光電計算硬件組建“東數(shù)西算”新網(wǎng)絡(luò)，由此支撐全國數(shù)字經(jīng)濟、智能經(jīng)濟發(fā)展需求，以高能效智能計算體系助力我國“雙碳”戰(zhàn)略實施。

生物啟發(fā)智能將引領(lǐng)算法基礎(chǔ)突破

事實上，每個人都天生帶有一臺功耗超級低的超級計算機——人腦。根據(jù)計算，人腦的功耗僅相當于一盞二三十瓦的電燈，卻能完成各種復雜的思考和行為。戴瓊海在論壇上提出，生物啟發(fā)智能將引領(lǐng)AI實現(xiàn)算法上的基礎(chǔ)突破。

早在2016年，美國啟動一項被稱為“阿波羅腦計劃”的皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)機器智能計劃，累計投入數(shù)億美元，旨在繪制嚙齒動物1立方毫米大腦皮層中的所有神經(jīng)回路。這需要記錄并測量10萬個神經(jīng)元的活動和連接，借神經(jīng)計算建立并發(fā)展新的AI模型與算法。

此外，科學家還需通過先進的神經(jīng)科學技術(shù)，對腦結(jié)構(gòu)、腦功能與智能產(chǎn)生的多層次關(guān)聯(lián)與多模態(tài)映射機制，建立認知模型和類腦智能體系。

戴瓊海相信，大約十年后，以認知智能為核心的人工智能將會起步，人類的AI時代也將進入一個全新階段。

作者：許琦敏

編輯：許琦敏

責任編輯：任荃

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