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2016-03-15

由 AlphaGo 到可自我進化的機器人仪缸,比你預想的要快

編者按:文作者楊作興,比特大陸公司設計總監(jiān)礁击,對人工智能及神經元網絡芯片有很深的研究。感興趣的朋友可以于他在深圳灣的主頁交流逗载。

上周日哆窿,李世石在三局落后的情況下,終于扳回來一局厉斟,為人類挽回了顏面挚躯。3月9日,我在深圳灣發(fā)文擦秽,預測在李世石首局失利的情況下码荔,會連扳四局。

我當時的分析是感挥,人比機器的適應能力更強缩搅,通過第一局,李世石應該可以很快找到 ALPHAGO 的漏洞触幼,將比分扳回硼瓣。不過我和李世石一樣低估了 ALPHAGO 的復雜性。李世石苦苦抗戰(zhàn)置谦,終于在四局找到了ALPHAGO的漏洞巨双。

我們應該感謝李世石代表人類噪猾,展示了人類的應變能力么?但我們沒有筑累,一個深深的憂慮在人們心頭縈繞袱蜡,機器人會徹底戰(zhàn)勝人類么?人類會被機器統(tǒng)治么慢宗?霍金的「人工智能將終結人類」這個預言坪蚁,會變成現(xiàn)實么?什么時候镜沽?100年后么敏晤?倫敦帝國學院研究認知機器人技術的 Murray Shanahan 教授認為,10 到 20 年內人們還不可能造出與人類同能級別的人工智能缅茉。李開復在 3 月 8 日預測 ALPHAGO 會全部輸?shù)羧?5 場比賽嘴脾,但在未來的1~2年機器圍棋智能會戰(zhàn)勝人類。

可現(xiàn)實的情況是蔬墩,人工智能的發(fā)展超出了李開復最樂觀的估計译打。對于 Shanahan 教授關于跟人類同級別人工智能的預計,我個人覺得可能也會比他的估計來得更快一些拇颅,下面是我的分析奏司。

去年10月的 ALPHAGO 是 1200 個 CPU 加 170 個 GPU,而這幾天跟李世石對弈的是 1920 個CPU 加 280 個 GPU樟插。這是一個復雜的計算機系統(tǒng)韵洋,然而這僅僅是深度學習的執(zhí)行計算機網絡,為這個網絡提供圍棋「直覺」的計算機訓練網絡黄锤,比這個規(guī)模至少要提高一個數(shù)量級搪缨,而這個訓練網絡是保持 ALPHAGO 持續(xù)進化的原動力。由這上萬個 CPU鸵熟,上千個 GPU 組成的龐大的副编,需要一層大樓來裝的計算機網絡系統(tǒng)能終結人類?這好像有些可笑旅赢,可是當你看到下面這一張某人工智能芯片公司芯片的規(guī)劃表后齿桃,你可能會改變想法:

芯片的指標普通人不太理解惑惶,我們把目前性能最強的 NVIDIA GPU 卡上的芯片 GK210 的指標列出來比較一下:

這里邊第一個關鍵的指標是計算能力煮盼,這個 AI 公司 2017 的產品的計算能力是 GK210 的 2.5 倍。第二個指標是功耗带污, 功耗做到了 GK210 的 1/15僵控,這個比較神奇。第三個指標是內部存儲容量的大小及帶寬鱼冀。這個內部 MEMORY 相當于 CPU 上的 CACHE报破。深度神經元卷積網絡(CNN)的模型比較大悠就,對于圍棋智能來說,通常能夠到幾百 MB 到 1GB 左右充易,這個模型在 CNN 網絡計算的時候梗脾,會被頻繁的讀出來,如果模型放在片外的 DDR 里邊盹靴,對 DDR 造成的帶寬壓力通常會到 TB/S 級別炸茧。

采用目前通常的 GPU 來計算 CNN 網絡,基本上都受到 DDR 帶寬的限制稿静,也就是說梭冠,由于 GPU 的帶寬限制,GPU 號稱的 4TFLOPS改备,在計算圍棋 CNN 網絡的時候是達不到的控漠,這種情況下 GPU 的計算能力是由帶寬決定的。例如悬钳,如果圍棋 CNN 網絡需要 1TB/S 的帶寬盐捷,但 GK210 只能提供 240GB/S 的帶寬,那 GK210 的計算能力就基本上是原來的 1/4他去,大概 1TFLOPS 左右毙驯。而這家 AI 公司的芯片其實是專門針對 CNN 加速的,他里邊放了 256MB 的內部存儲器灾测,而且內部存儲器的帶寬是 3TB/S爆价,因此對于圍棋 CNN 這樣的網絡,芯片宣稱的 10TFLOPS 是可能可以達到的媳搪。但這又意味做什么呢铭段?

大家稍微耐心一點,在講重大意義之前秦爆,我們需要先看一下 ALPHAGO 的計算能力序愚。這次跟李世石戰(zhàn)斗的 ALPHAGO 一共是 1920 個 CPU,280 個 GPU等限,它的計算能力有多大呢爸吮?我們假定這 1920 個 CPU 全是至強服務器 CPU,理論峰值計算能力為 48GFLOPS望门,那 CPU 部分總的計算能力是:1920*48 = 92TFLOPS形娇。另外,假定都采用目前最強的 NVIDIA K80 GPU(里邊是兩個 GK210 芯片)筹误,那 GPU 部分的計算能力是:280*4*2 = 2240TFLOPS桐早。總共的計算能力是:92+2240 = 2332TFLOPS。

這是理論上的最大峰值計算能力哄酝,我們需要考慮兩個情況友存,一個是 DDR 帶寬不夠,另一個是分布式計算的影響陶衅。關于 DDR 帶寬對峰值計算能力的影響屡立,前面交代了一下,對于圍棋智能這樣的 CNN 網絡搀军,我們可以按 4 倍的衰減來計算侠驯,那考慮 DDR 帶寬影響后,ALPHAGO 的計算能力是:2332/4 = 584TFLOPS奕巍。

分布式計算對計算能力的影響有多少呢吟策?這里的瓶頸在于各個處理器之間交換數(shù)據的帶寬和任務之間相互的依賴程度,這么龐大的網絡的止,對性能的影響通常非常大檩坚。我們不清楚這兩千多個處理器的任務是如何拆分的,假設由于分布式計算對性能的損失是 4/5诅福,那考慮分布式計算的影響匾委,ALPHAGO 的計算能力是:584/5 = 117TFLOPS。假設是否對呢氓润?多機版的 ALPHAGO 對單機版的勝率是 75%赂乐,從這個側面,感覺多機版好像也沒有比單機版強悍很多很多咖气。

到這里挨措,思路沒有跳躍的朋友,發(fā)現(xiàn)一個有趣的事情崩溪,好像 ALPHAGO 可以放在一張算力卡上:

這個板上有 54 顆芯片浅役,那這張卡的算力(采用某 AI 公司 2017 年的芯片)是:54*10 = 540TFLOPS,也就是說這張卡里邊裝了5 條 ALPHAGO伶唯,它能同時對陣李世石觉既,柯杰,俞斌乳幸,聶衛(wèi)平還有李昌鎬瞪讼!如果我們把這張卡放在機器人里邊,那這個機器人將變成世界上左腦最發(fā)達的人粹断。

這或許已經很神奇了符欠,不過還有更多。

目前的 ALPHAGO 是一個執(zhí)行的 ALPHAGO姿染,它的靈魂是通過訓練學習出來的背亥,最厲害的是學習能力。學習是通過另外一個更龐大的計算機網絡進行的悬赏,可能涉及到幾千臺服務器狡汉。ALPHAGO 不會主動自我進化,進化是被動的闽颇,需要通過人類訓練新參數(shù)盾戴,每更新一次參數(shù)(一般幾個星期),ALPHAGO 便進化一次兵多,進化是被動的階段性的尖啡。在這一點上 ALPHAGO 跟人類差別巨大。我們只要不給他更新參數(shù)剩膘,把他的網線拔掉衅斩,他就永遠停止進化了。

那我下面要講的東西又神奇在哪里呢怠褐?現(xiàn)在的單板處理能力是 ALPHAGO 的 5 倍畏梆,裝上單板的機器人就具備主動自我學習(自我訓練)的硬件條件,存在持續(xù)自我進化的可能性奈懒。數(shù)據來源可以是機器人每天看到或者聽到的東西奠涌,也可以是 SSD 卡上下載的互聯(lián)網內容,在有聯(lián)網條件下磷杏,他可以自己訪問 GOOGLE溜畅,獲取更多期望獲取的內容。內容有了之后极祸,便可以在充電休息的時候讓自己持續(xù)進化慈格,越來越聰明。這樣一個可以自己持續(xù)進化的機器人就產生了遥金,而且可能來得很快峦椰,也許就在2018年。

科技在以指數(shù)曲線快速增長汰规,但人類習慣按線性趨勢來判斷汤功,因此在科技面前,人類的判斷往往是滯后的溜哮。

另外關于機器人威脅類滔金,我也想發(fā)表一下自己的看法。

  • 1)機器人會威脅到人類的工作機會茂嗓,越來越多的工作都可以交給機器人去干餐茵,人類是需要跟機器人搶飯碗的。
  • 2)機器人不會威脅到人類整體的生存述吸。畢竟機器是人類造出來忿族,人類這個整體是希望機器人來幫助人類锣笨,不是要來干掉人類的。當然道批,個別人會讓機器人干壞事错英,但那應該不是主流。
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楊博士講的很好嫩痰,受益匪淺!

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譚帥 2016-03-15 16:00

楊兄 支持你

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楊作興 2016-03-15 16:42

謝謝樓上的兩位剿吻!

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王宇星 2016-03-15 17:57

上面提到的AI公司怕是要解決了小于5納米的工藝和良率,才有可能把功耗和成本降到他說的這么低串纺,看看臺機電的16納米的情況就覺得17年不可能丽旅,難道它在設計上能超越老黃的黑科技?

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翟紅亮 2016-03-15 18:00

楊博士犀利棚蓄,多謝分享

C9
張怡浩 2016-03-15 18:42

人類希望機器人幫助自己,不能保證機器人不會威脅人類生存稍算。就像人類社會需要有法律典尾,警察,軍隊才能維持和平邪蛔。機器人社會也應該有法律,警察扎狱,軍隊

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Duanbaitong 2016-03-17 00:00

楊兄:深入淺出,受益非淺污抬!愿早日能看到你的作品……

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