清華大學(xué)博士生涂鋒斌：設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)時(shí)，我們?cè)谒伎夹┦裁矗?| 硬創(chuàng)公開課預(yù)告

本文作者：奕欣

2017-05-10 11:25

導(dǎo)語：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用離不開核心計(jì)算芯片，雷鋒網(wǎng)本期公開課特邀請(qǐng)到清華大學(xué)微納電子系四年級(jí)博士生涂鋒斌，為我們分享神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能近年取得了突破性進(jìn)展，正在深刻改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式，是世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)現(xiàn)人工智能任務(wù)的有效算法之一，已經(jīng)在各種應(yīng)用場(chǎng)景獲得廣泛的應(yīng)用。從云端到移動(dòng)端，不同應(yīng)用場(chǎng)景也對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算能力提出了不同的需求。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用離不開核心計(jì)算芯片。目前的主流通用計(jì)算平臺(tái)包括CPU和GPU，存在著能效較低的問題（能效即能量效率，是性能與功耗的比值）。為了獲得更高的能效，我們需要設(shè)計(jì)一種專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算芯片來滿足要求。國(guó)際IT巨頭，如英特爾、谷歌、IBM，都在競(jìng)相研發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算芯片。

然而，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)多樣、數(shù)據(jù)量大、計(jì)算量大的特點(diǎn)，給硬件設(shè)計(jì)帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，在設(shè)計(jì)面向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高性能、高能效硬件架構(gòu)時(shí)，我們需要思考清楚以下三個(gè)問題：

好的計(jì)算模式應(yīng)該是怎樣的？
為了支持這樣的計(jì)算模式，架構(gòu)應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)？
已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的硬件架構(gòu)，針對(duì)具體算法和應(yīng)用需求，如何配置成最優(yōu)的計(jì)算模式？

雷鋒網(wǎng)本期公開課特邀請(qǐng)到清華大學(xué)微納電子系四年級(jí)博士生涂鋒斌，為我們分享神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。他將通過介紹其設(shè)計(jì)的可重構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu) DNA （Deep Neural Architecture），與大家分享在設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)時(shí)需要思考的問題。他在完成設(shè)計(jì)的同時(shí)，解決了這些問題，并對(duì)現(xiàn)有的硬件優(yōu)化技術(shù)做出了總結(jié)。

主要內(nèi)容

主題：設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)時(shí)，我們?cè)谒伎际裁矗?/p>

本次公開課將圍繞以下內(nèi)容進(jìn)行：

研究背景
基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能任務(wù)，給其硬件加速帶來了怎樣的需求？目前現(xiàn)有的通用計(jì)算平臺(tái)存在哪些不足，可以從哪些方面考慮改進(jìn)？
計(jì)算模式
對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言，什么是好的計(jì)算模式？如何根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)對(duì)計(jì)算模式進(jìn)行優(yōu)化？
架構(gòu)設(shè)計(jì)
針對(duì)計(jì)算模式的需求，如何設(shè)計(jì)高性能、高能效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)？可重構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)DNA（Deep Neural Architecture）具有哪些特點(diǎn)？
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
DNA的性能與能效表現(xiàn)如何？與頂尖工作相比的情況如何？基于DNA架構(gòu)的Thinker芯片，得到了李克強(qiáng)總理怎樣的評(píng)價(jià)？
總結(jié)思考
圍繞研究工作，有哪些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可以與我們分享？

嘉賓介紹

清華大學(xué)博士生涂鋒斌：設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)時(shí)，我們?cè)谒伎夹┦裁矗?| 硬創(chuàng)公開課預(yù)告

涂鋒斌，清華大學(xué)微納電子系博士生。博士課題是高能效神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速芯片設(shè)計(jì)。他的研究興趣包括深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)。作為核心計(jì)算架構(gòu)DNA的設(shè)計(jì)者，他參與了課題組第一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算芯片（代號(hào)：Thinker）的設(shè)計(jì)、流片和測(cè)試。Thinker芯片支持電路級(jí)編程和重構(gòu)，是一個(gè)通用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)，可應(yīng)用于機(jī)器人、無人機(jī)、智能汽車、智慧家居、消費(fèi)電子等廣泛領(lǐng)域。Thinker芯片作為清華大學(xué)的代表性成果參加了2016年全國(guó)雙創(chuàng)成果展，獲得李克強(qiáng)總理的贊許。