“兩公里”洞察、二十載合作，英特爾如何推進產(chǎn)學研深度融合？

“從注重前沿探索的‘最初一公里’，到聚焦商業(yè)落地的‘最后一公里’，學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界在創(chuàng)新鏈條中密不可分?！比涨?，在南京舉行的“2023英特爾（中國）學術(shù)大會”上，英特爾公司高級副總裁、英特爾中國區(qū)董事長王銳如是說。

這個“兩公里”的洞察，濃縮了英特爾在中國市場堅持推進產(chǎn)學研合作的心得。源頭創(chuàng)新蓄積動能，緊密合作促進落地，從來都是科技創(chuàng)新、成功商業(yè)化的路徑。作為一家長期根植中國的跨國企業(yè)，英特爾于2003年啟動中國學術(shù)大會，今年已是第20個年頭，這一大會早已成為一年一度研究與展望技術(shù)發(fā)展趨勢的重要窗口，以及推動高等教育戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的重要平臺。

“2023英特爾（中國）學術(shù)大會”以“合·聚·創(chuàng) 共IN智能時代”為主題，南京市人民政府副市長吳煒、麒麟科創(chuàng)園管委會主任樊向前、中國科學院院士呂建、中國科學院院士劉明、中國工程院院士孫凝暉以及多位高校專家、教授出席了本次大會。

英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強表示，英特爾在人才培養(yǎng)、學術(shù)合作方面堅持投入最大努力，并且緊隨技術(shù)趨勢和產(chǎn)業(yè)需求及時調(diào)整。近年來，英特爾著重強調(diào)政產(chǎn)學研用要綜合考量，這既是一個重要的提法，也是英特爾致力于推進實現(xiàn)的策略，只有緊密聯(lián)動合作，才能最終將前沿創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)應用中得以實現(xiàn)。

萬億晶體管目標需要多維創(chuàng)新

海量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)和生成式AI的巨大需求，已經(jīng)將算力問題推升到了一個新臺階。英特爾表示，2030年要在單一計算設(shè)備中集成一萬億個晶體管，這個單一計算設(shè)備指的不光是單芯片，而是單個封裝中所有芯片的總和。目前的情況是，單個封裝中的晶體管數(shù)量約為1000多億個，也就是說，到2030年需要實現(xiàn)約8倍增長。

為了實現(xiàn)這一目標，英特爾有三大關(guān)鍵技術(shù)路徑：

首先，持續(xù)推動半導體底層技術(shù)創(chuàng)新。在重回半導體制程領(lǐng)先地位的路徑規(guī)劃中，英特爾表示“有信心在Intel 18A這個階段重回制程領(lǐng)先地位”，這其中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：下一代極紫外光刻（EUV）技術(shù)/即高數(shù)值孔徑（High-NA）EUV、全環(huán)繞柵極晶體管RibbonFET以及全新背面電能傳輸網(wǎng)絡PowerVia等。

值得注意的是，EUV的引入是漸進的，Intel 4開始逐步引入、Intel 3則完全采用，并且在這兩個節(jié)點，晶體管的結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化，仍然是FinFET結(jié)構(gòu)。但是到了Intel 20A和Intel 18A這兩個關(guān)鍵節(jié)點，RibbonFET和PowerVia開始引入。

當然，除了采用High-NA EUV提高精度、使得晶體管持續(xù)微縮，以及在晶體管架構(gòu)、供電方式等方面的革新之外，英特爾還將對2.5D先進封裝EMIB技術(shù)、3D先進封裝Foveros等進行持續(xù)推進。

第二是提升高能效算力。宋繼強強調(diào)，高能效計算不能僅僅采用傳統(tǒng)的標準計算思維，例如AI加速卡的方式。過去使用CPU進行計算，一個處理器可以執(zhí)行各種任務，但計算密度相對較低，同時制造也相當復雜，需要人工進行程序功能的設(shè)計。隨著應用的發(fā)展，對于某些問題、特別是視覺問題，已經(jīng)很難靠人工編程去解決，因此要借助數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法。未來，英特爾的目標是整合不同程度的人工智能能力，例如神經(jīng)擬態(tài)計算作為一種類腦計算，實際上就是通過模仿神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)構(gòu)建硬件，同時采用脈沖式神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術(shù)，可以實現(xiàn)實時在線學習，也可以把多種不同的模態(tài)整合在一起。在這方面，英特爾已有研發(fā)7年多、并迭代到第二代的Loihi芯片，以及最新成果Kapoho Point開發(fā)板（每個板可以把8個芯片直接疊起來互連），實現(xiàn)了較高的計算密度和能效比，在交通、金融、通信等領(lǐng)域都有很好的應用前景。此外，英特爾神經(jīng)擬態(tài)研究社區(qū)，已有近200家創(chuàng)業(yè)公司、大企業(yè)和學校的參與。

第三是提升高能效數(shù)據(jù)傳輸。在這方面，英特爾正在減少光學設(shè)備數(shù)量和占用面積、擴展多代產(chǎn)品功率和性能，集成光電是英特爾致力于在2025年實現(xiàn)的目標。當然，針對未來計算，還有英特爾從2015年就開始儲備經(jīng)驗的高密度量子比特芯片、以及全堆棧量子計算方法等，推進未來的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；?。

生成式AI趨勢下的“三要素”演進

AI作為一場新的科技革命，其核心要素包括算力、算法、數(shù)據(jù)。隨著生成式AI時代的到來，這三要素如何更高效地結(jié)合，從而推進“讓AI無所不在”這一目標？

英特爾院士、大數(shù)據(jù)技術(shù)全球CTO戴金權(quán)表示，生成式AI對算力的要求隨著模型的擴張也在變大，需要更多高質(zhì)量的數(shù)據(jù)、更好地訓練模型、微調(diào)模型，同時，推理階段也要用上這些高質(zhì)量數(shù)據(jù)。因此從計算角度來說，需要有更好、更高效的算力支持，不管是數(shù)據(jù)中心端，還是在設(shè)備端、客戶端。

再從算法角度來看，模型變大體現(xiàn)在兩方面：一是參數(shù)量變大了，二是模型對上下文的理解范圍也變大了。

那么，“三要素”如何結(jié)合，才能實現(xiàn)更高的效率、更高的準確度以及更好的應用場景支撐？他認為還是要在實踐中探索，通過原理上的突破獲得一些指導，未來會是一個螺旋上升的發(fā)展。

戴金權(quán)認為，以ChatGPT為代表的生成式AI應用，確實讓業(yè)界看到了AI的一些變化。首先，神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)會變，也就是從CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡）到RNN（循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡）到Transformer等；其次，應用場景在不斷演變，從AlphaGo到自然語言處理，再到ChatGPT，以及各種推薦系統(tǒng)等。

他強調(diào)，這些變化在技術(shù)發(fā)展過程中是很正常的現(xiàn)象，因為不同的應用場景和技術(shù)會迅速發(fā)展。然而，技術(shù)邏輯是連貫的，關(guān)鍵在于如何能夠高效地支持這些不同的神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)，無論是在訓練、微調(diào)、還是推理等方面，這就需要從技術(shù)原理和基礎(chǔ)架構(gòu)出發(fā)，探索如何更高效地支持不同的AI應用。

英特爾在算力方面做了很多工作，在數(shù)據(jù)中心端，最新發(fā)布的Gaudi 2在前不久的MLPerf Benchmark競賽中，是全球唯二提交了GPT-3預訓練場景的硬件。“從硬件能力上，我們已經(jīng)能夠做到支撐最新的大模型”。 戴金權(quán)表示。

此外，英特爾的“王牌產(chǎn)品”第四代至強可擴展處理器，今年一個很突出的變化就是內(nèi)置了硬件加速器，這對英特爾的通用CPU來說可謂是革命性的創(chuàng)新。對此，宋繼強表示，為了加強對AI工作負載的支持，英特爾在通用CPU中加入了指令集和專門的加速器，比如高級矩陣擴展AMX，專門針對矩陣級的運算做高效加速。這一創(chuàng)新其實更多是源于客戶需求，這樣他們就不需要再單獨購置其他AI加速器或GPU，直接就可以在CPU上運行AI負載了。既給客戶節(jié)約了部署成本，減少傳輸和存儲成本，同時也便于客戶在其場景中更方便地使用AI能力，從而推進AI普及。

不光是在服務器CPU，我們的PC處理器也會加入AI能力，英特爾致力于把AI能力集成到各個級別的CPU中。”宋繼強強調(diào)。

目前，英特爾在筆記本、輕薄本上也實現(xiàn)了生成式AI的能力，并且不需要任何外置硬件，只是通過CPU集成顯卡。

戴金權(quán)表示，只有對大模型提供非常高效的支持，才能真正做到讓生成式AI植入各種各樣的應用中，讓大家在日常生活中把生成式AI用起來。

堅持開源開放，為智能加速

作為一家半導體公司，英特爾其實也是一家軟件公司，全球有超過兩萬名軟件工程師，其中中國有三四千人，軟件工程師數(shù)量和軟件能力堪稱強大。

據(jù)英特爾公司副總裁、英特爾中國軟件生態(tài)事業(yè)部總經(jīng)理李映介紹，英特爾的軟件業(yè)務主要集中在三方面：第一是底層軟件，通過對底層軟件的貢獻，真正把算力價值發(fā)揮出來，滿足應用需求。第二是中間軟件，也就是對中間框架、操作系統(tǒng)、AI框架等進行支持，從而保證中間的框架、編程語言，能夠在高效的硬件環(huán)境下運行和實施，更重要是，通過對開源社區(qū)的貢獻，可以讓開源軟件框架得到更大擴展，從而支持整個軟件生態(tài)的發(fā)展。

他強調(diào)，英特爾中國2.0戰(zhàn)略實施后，很重要的一點就是深入立足本土進行創(chuàng)新。在過去的一年，一方面，英特爾把國際上開源社區(qū)的合作經(jīng)驗帶到中國，跟中國的開源社區(qū)，包括開放原子、龍蜥等緊密合作；另一方面，英特爾積極參與中國本土創(chuàng)新，結(jié)合中國本土和英特爾自身的技術(shù)能力共同推動技術(shù)發(fā)展。

英特爾院士、首席編譯器性能架構(gòu)師田新民著重介紹了英特爾發(fā)展oneAPI的意義。他表示，oneAPI作為開源軟件，從架構(gòu)基礎(chǔ)就具有很強的可擴展性，這不只是針對英特爾的硬件架構(gòu)，同樣也針對其他硬件架構(gòu)類型，英特爾希望更多社區(qū)、研究所、大學、企業(yè)能夠充分利用oneAPI的優(yōu)勢，為下一代不論是AI技術(shù)還是高性能計算技術(shù)鋪平道路。

特別是對于學界，oneAPI讓大家無需再花費時間來做優(yōu)化矩陣計算性能這類基礎(chǔ)工作，而是可以將精力投入到更具前瞻性的研究中。并且，這種貢獻是互相的，更多用戶使用oneAPI有助于英特爾不斷完善軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)共贏局面。

數(shù)字時代的高質(zhì)量人才培養(yǎng)

如何實現(xiàn)高質(zhì)量人才培養(yǎng)？宋繼強表示，近年來，英特爾對數(shù)字化能力的培養(yǎng)尤為看重，這也是英特爾全球培養(yǎng)計劃的一部分；此外，AI能力也是當前的關(guān)鍵，并且已經(jīng)初見成效，在英特爾AI全球影響力嘉年華中，中國團隊表現(xiàn)突出，去年獲得了全球總冠軍。英特爾希望在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵領(lǐng)域，和中國學術(shù)界進一步探討新產(chǎn)業(yè)化落地的機會。

華東師范大學副校長周傲英表示，“全民數(shù)字素養(yǎng)”是當下趨勢，某種意義上，數(shù)字素養(yǎng)就是知道怎么和機器打交道，這也意味著要有編程思維。同時，要真正理解數(shù)據(jù)，因為數(shù)據(jù)是人的認知結(jié)果在計算機中的表示，它會帶來根本的改變，最終通往萬物互聯(lián)。

關(guān)于和學術(shù)界具體的合作方式和渠道，宋繼強談到，第一，人才培訓，可以通過建立實訓基地或聯(lián)合開設(shè)課程的方式實現(xiàn)，這是長期的合作方式。第二，跟進教育部的培養(yǎng)計劃，比如“中國高校人工智能人才國際培養(yǎng)計劃“等，和不同的學校展開相關(guān)合作。第三，英特爾自發(fā)組織的人才培養(yǎng)計劃，比如“英特爾中國學術(shù)英才計劃”，通過組織技術(shù)研討會、學術(shù)沙龍、能力提升論壇等方式，搭建更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界交流平臺。此外還有“英特爾創(chuàng)新飛輪計劃”，將探索挖掘?qū)W術(shù)界種子項目，促進其產(chǎn)業(yè)化落地。第四，英特爾還會發(fā)起偏研究型的合作，既包括全球范圍的計劃，也包括在中國市場的合作，相關(guān)的研究課題包括5G、移動邊緣計算、智能駕駛、車路協(xié)同等，這些項目周期較長，投資規(guī)模也較大。第五，英特爾會根據(jù)不同部門的研究型需求，展開定向合作。

宋繼強強調(diào)，無論是數(shù)字人才的培養(yǎng)和發(fā)展，還是產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界的融合創(chuàng)新，均非一日之功。英特爾將繼續(xù)致力于搭建更廣泛的平臺、促進更多交流合作，從前沿探索到商業(yè)落地，形成更強合力，推動更多滿足本土需求的創(chuàng)新。