方向一:AI与算力相辅相成
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。
人工智能是智能学科重要的组成部分,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学等。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等。总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。2017年12月,人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。2021年9月25日,为促进人工智能健康发展,《新一代人工智能伦理规范》发布。
关于什么是“智能”,涉及到诸如意识(CONSCIOUSNESS)、自我(SELF)、思维(MIND)(包括无意识的思维(UNCONSCIOUS_MIND))等问题。人唯一了解的智能是人本身的智能,这是普遍认同的观点。但是我们对我们自身智能的理解都非常有限,对构成人的智能的必要元素也了解有限,所以就很难定义什么是人工智能。人工智能的研究往往涉及对人的智能本身的研究。其它关于动物或其它人造系统的智能也普遍被认为是人工智能相关的研究课题。
尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义:“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。
20世纪70年代以来,人工智能被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是21世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐步成为一个独立的分支,无论在理论和实践上都已自成一个系统。人工智能是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。
例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的,如今计算机不但能完成这种计算,而且能够比人脑做得更快、更准确,因此当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”,可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的,人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断获得新的进展,另一方面又转向更有意义、更加困难的目标。
通常,“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识,学习策略,在遇到类似的问题时,运用经验知识解决问题并积累新的经验,就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外,还会创造,即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来,计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说,计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”,很难从一种“质”直接到另一种“质”,或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此,这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。
这是智能化研究者梦寐以求的东西。
2013年,帝金数据普数中心数据研究员S.C WANG开发了一种新的数据分析方法,该方法导出了研究函数性质的新方法。作者发现,新数据分析方法给计算机学会“创造”提供了一种方法。本质上,这种方法为人的“创造力”的模式化提供了一种相当有效的途径。这种途径是数学赋予的,是普通人无法拥有但计算机可以拥有的“能力”。从此,计算机不仅精于算,还会因精于算而精于创造。计算机学家们应该斩钉截铁地剥夺“精于创造”的计算机过于全面的操作能力,否则计算机真的有一天会“反捕”人类。
当回头审视新方法的推演过程和数学的时候,作者拓展了对思维和数学的认识。数学简洁,清晰,可靠性、模式化强。在数学的发展史上,处处闪耀着数学大师们创造力的光辉。这些创造力以各种数学定理或结论的方式呈现出来,而数学定理最大的特点就是:建立在一些基本的概念和公理上,以模式化的语言方式表达出来的包含丰富信息的逻辑结构。应该说,数学是最单纯、最直白地反映着(至少一类)创造力模式的学科。1956年夏季,以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会,共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题,并首次提出了“人工智能”这一术语,它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。
从1956年正式提出人工智能学科算起,50多年来,取得长足的发展,成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来,人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器,那就必须知道什么是思考,更进一步讲就是什么是智慧。什么样的机器才是智慧的呢?科学家已经作出了汽车、火车、飞机和收音机等等,它们模仿我们身体器官的功能,但是能不能模仿人类大脑的功能呢?到目前为止,我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官,我们对这个东西知之甚少,模仿它或许是天下最困难的事情了。
当计算机出现后,人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具,在以后的岁月中,无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了,全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科,学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程,在大家不懈的努力下,如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如,1997年5月,IBM公司研制的深蓝(DEEP BLUE)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(KASPAROV)。大家或许不会注意到,在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作,计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科,计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。
2019年3月4日,十三届全国人大二次会议举行新闻发布会,大会发言人张业遂表示,已将与人工智能密切相关的立法项目列入立法规划 。
《深度学习平台发展报告(2022)》认为,伴随技术、产业、政策等各方环境成熟,人工智能已经跨过技术理论积累和工具平台构建的发力储备期,开始步入以规模应用与价值释放为目标的产业赋能黄金十年。2023年4月,美国《科学时报》刊文介绍了目前正在深刻改变医疗保健领域的五大领先技术:可穿戴设备和应用程序、人工智能与机器学习、远程医疗、机器人技术、3D打印。
用来研究人工智能的主要物质基础以及能够实现人工智能技术平台的机器就是计算机,人工智能的发展历史是和计算机科学技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外,人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括:知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。
研究方法
如今没有统一的原理或范式指导人工智能研究。许多问题上研究者都存在争论。其中几个长久以来仍没有结论的问题是:是否应从心理或神经方面模拟人工智能?或者像鸟类生物学对于航空工程一样,人类生物学对于人工智能研究是没有关系的?智能行为能否用简单的原则(如逻辑或优化)来描述?还是必须解决大量完全无关的问题?
智能是否可以使用高级符号表达,如词和想法?还是需要“子符号”的处理?JOHN HAUGELAND提出了GOFAI(出色的老式人工智能)的概念,也提议人工智能应归类为SYNTHETIC INTELLIGENCE,这个概念后来被某些非GOFAI研究者采纳。大脑模拟
主条目:控制论和计算神经科学
20世纪40年代到50年代,许多研究者探索神经病学,信息理论及控制论之间的联系。其中还造出一些使用电子网络构造的初步智能,如W. GREY WALTER的TURTLES和JOHNS HOPKINS BEAST。 这些研究者还经常在普林斯顿大学和英国的RATIO CLUB举行技术协会会议.直到1960, 大部分人已经放弃这个方法,尽管在80年代再次提出这些原理。符号处理
主条目:GOFAI
当20世纪50年代,数字计算机研制成功,研究者开始探索人类智能是否能简化成符号处理。研究主要集中在卡内基梅隆大学, 斯坦福大学和麻省理工学院,而各自有独立的研究风格。JOHN HAUGELAND称这些方法为GOFAI(出色的老式人工智能)。60年代,符号方法在小型证明程序上模拟高级思考有很大的成就。基于控制论或神经网络的方法则置于次要。 60~70年代的研究者确信符号方法最终可以成功创造强人工智能的机器,同时这也是他们的目标。
认知模拟经济学家赫伯特·西蒙和艾伦·纽厄尔研究人类问题解决能力和尝试将其形式化,同时他们为人工智能的基本原理打下基础,如认知科学, 运筹学和经营科学。他们的研究团队使用心理学实验的结果开发模拟人类解决问题方法的程序。这方法一直在卡内基梅隆大学沿袭下来,并在80年代于SOAR发展到高峰。基于逻辑不像艾伦·纽厄尔和赫伯特·西蒙,JOHN MCCARTHY认为机器不需要模拟人类的思想,而应尝试找到抽象推理和解决问题的本质,不管人们是否使用同样的算法。他在斯坦福大学的实验室致力于使用形式化逻辑解决多种问题,包括知识表示, 智能规划和机器学习. 致力于逻辑方法的还有爱丁堡大学,而促成欧洲的其他地方开发编程语言PROLOG和逻辑编程科学.“反逻辑”斯坦福大学的研究者 (如马文·闵斯基和西摩尔·派普特)发现要解决计算机视觉和自然语言处理的困难问题,需要专门的方案-他们主张不存在简单和通用原理(如逻辑)能够达到所有的智能行为。ROGER SCHANK 描述他们的“反逻辑”方法为 "SCRUFFY" .常识知识库 (如DOUG LENAT的CYC)就是"SCRUFFY"AI的例子,因为他们必须人工一次编写一个复杂的概念。基于知识大约在1970年出现大容量内存计算机,研究者分别以三个方法开始把知识构造成应用软件。这场“知识革命”促成专家系统的开发与计划,这是第一个成功的人工智能软件形式。“知识革命”同时让人们意识到许多简单的人工智能软件可能需要大量的知识。子符号法
80年代符号人工智能停滞不前,很多人认为符号系统永远不可能模仿人类所有的认知过程,特别是感知,机器人,机器学习和模式识别。很多研究者开始关注子符号方法解决特定的人工智能问题。
自下而上, 接口AGENT,嵌入环境(机器人),行为主义,新式AI机器人领域相关的研究者,如RODNEY BROOKS,否定符号人工智能而专注于机器人移动和求生等基本的工程问题。他们的工作再次关注早期控制论研究者的观点,同时提出了在人工智能中使用控制理论。这与认知科学领域中的表征感知论点是一致的:更高的智能需要个体的表征(如移动,感知和形象)。计算智能80年代中DAVID RUMELHART 等再次提出神经网络和联结主义. 这和其他的子符号方法,如模糊控制和进化计算,都属于计算智能学科研究范畴。统计学法
90年代,人工智能研究发展出复杂的数学工具来解决特定的分支问题。这些工具是真正的科学方法,即这些方法的结果是可测量的和可验证的,同时也是人工智能成功的原因。共用的数学语言也允许已有学科的合作(如数学,经济或运筹学)。STUART J. RUSSELL和PETER NORVIG指出这些进步不亚于“革命”和“NEATS的成功”。有人批评这些技术太专注于特定的问题,而没有考虑长远的强人工智能目标。
集成方法
智能AGENT范式智能AGENT是一个会感知环境并作出行动以达致目标的系统。最简单的智能AGENT是那些可以解决特定问题的程序。更复杂的AGENT包括人类和人类组织(如公司)。这些范式可以让研究者研究单独的问题和找出有用且可验证的方案,而不需考虑单一的方法。一个解决特定问题的AGENT可以使用任何可行的方法-一些AGENT用符号方法和逻辑方法,一些则是子符号神经网络或其他新的方法。范式同时也给研究者提供一个与其他领域沟通的共同语言--如决策论和经济学(也使用ABSTRACT AGENTS的概念)。90年代智能AGENT范式被广泛接受。AGENT体系结构和认知体系结构研究者设计出一些系统来处理多ANGENT系统中智能AGENT之间的相互作用。一个系统中包含符号和子符号部分的系统称为混合智能系统 ,而对这种系统的研究则是人工智能系统集成。分级控制系统则给反应级别的子符号AI 和最高级别的传统符号AI提供桥梁,同时放宽了规划和世界建模的时间。RODNEY BROOKS的SUBSUMPTION ARCHITECTURE就是一个早期的分级系统计划。智能模拟
机器视、听、触、感觉及思维方式的模拟:指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,掌纹识别,专家系统,智能搜索,定理证明,逻辑推理,博弈,信息感应与辨证处理。学科范畴
人工智能是一门边沿学科,属于自然科学、社会科学、技术科学三向交叉学科。涉及学科
哲学和认知科学,数学,神经生理学,心理学,计算机科学,信息论,控制论,不定性论,仿生学,社会结构学与科学发展观。研究范畴
语言的学习与处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度问题,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法人类思维方式,最关键的难题还是机器的自主创造性思维能力的塑造与提升。
安全问题
人工智能还在研究中,但有学者认为让计算机拥有智商是很危险的,它可能会反抗人类。这种隐患也在多部电影中发生过,其主要的关键是允不允许机器拥有自主意识的产生与延续,如果使机器拥有自主意识,则意味着机器具有与人同等或类似的创造性,自我保护意识,情感和自发行为。实现方法
人工智能在计算机上实现时有2种不同的方式。一种是采用传统的编程技术,使系统呈现智能的效果,而不考虑所用方法是否与人或动物机体所用的方法相同。这种方法叫工程学方法(ENGINEERING APPROACH),它已在一些领域内作出了成果,如文字识别、电脑下棋等。另一种是模拟法(MODELING APPROACH),它不仅要看效果,还要求实现方法也和人类或生物机体所用的方法相同或相类似。遗传算法(GENERIC ALGORITHM,简称GA)和人工神经网络(ARTIFICIAL NEURAL NETWORK,简称ANN)均属后一类型。遗传算法模拟人类或生物的遗传-进化机制,人工神经网络则是模拟人类或动物大脑中神经细胞的活动方式。为了得到相同智能效果,两种方式通常都可使用。采用前一种方法,需要人工详细规定程序逻辑,如果游戏简单,还是方便的。如果游戏复杂,角色数量和活动空间增加,相应的逻辑就会很复杂(按指数式增长),人工编程就非常繁琐,容易出错。而一旦出错,就必须修改原程序,重新编译、调试,最后为用户提供一个新的版本或提供一个新补丁,非常麻烦。采用后一种方法时,编程者要为每一角色设计一个智能系统(一个模块)来进行控制,这个智能系统(模块)开始什么也不懂,就像初生婴儿那样,但它能够学习,能渐渐地适应环境,应付各种复杂情况。这种系统开始也常犯错误,但它能吸取教训,下一次运行时就可能改正,至少不会永远错下去,用不到发布新版本或打补丁。利用这种方法来实现人工智能,要求编程者具有生物学的思考方法,入门难度大一点。但一旦入了门,就可得到广泛应用。由于这种方法编程时无须对角色的活动规律做详细规定,应用于复杂问题,通常会比前一种方法更省力。
在一台经典的数字计算机中,中央处理器(CPU)包含了运算器和指令控制器,其中运算器承载了主要的运算功能。
算力的狭义定义是一台计算机具备的理论上最大的每秒浮点运算次数(FLOPS)。但是,计算机不光具有运算能力,还有数据存储与访问能力、与外界的数据交换能力、数据显示能力等。
广义上,算力是计算机设备或计算/数据中心处理信息的能力,是计算机硬件和软件配合共同执行某种计算需求的能力。
当前,算力的英文名被认为是computing power或HashRate等。这类定义没有反映出该术语的本质。
中国科学院计算技术研究所的孙凝晖院士等人提出了使用computility来表达计算的能力。算力这个内涵远比电力等复杂,computility非常符合该术语的本质。能力是需要度量的,对一台计算设备能力的度量和其处理信息的类型有关。比如,在高性能计算中用每秒双精度浮点计算来度量其算力;在人工智能场景中用单精度、版精度或整数来度量其算力;在比特币中用挖矿机每秒钟能做多少次哈希(hash)碰撞来度量其算力,挖矿算力即计算哈希函数输出的速度;在高通量场景中,度量算力的标准是每秒处理的字节数。
中国移动等运营商提出的“算力网络”,cloud network,其本质是联云成网、云网融合;学术界提出的“算力网”,coomputing utility,是把云、超算、边缘等算力基础设施化、utility化,按需使用、按用付费;对用户来说,云是变买为租,算力网是变租为用。租的是设备,用的是能力。因此,算力网,computility grid,代表电力服务化的意思。
算力经济,computility economy,是算力设备、算力网络和算力网共同构成的数字经济的一部分。
算力(也称哈希率)是比特币网络处理能力的度量单位。即为计算机(CPU)计算哈希函数输出的速度。比特币网络必须为了安全目的而进行密集的数学和加密相关操作。 例如,当网络达到10Th/s的哈希率时,意味着它可以每秒进行10万亿次计算。
在通过“挖矿”得到比特币的过程中,我们需要找到其相应的解m,而对于任何一个六十四位的哈希值,要找到其解m,都没有固定算法,只能靠计算机随机的hash碰撞,而一个挖矿机每秒钟能做多少次hash碰撞,就是其“算力”的代表,单位写成hash/s,这就是所谓工作量证明机制POW(Proof Of Work)。日前,比特币全网算力已经全面进入P算力时代(1P=1024T,1T=1024G,1G=1024M,1M=1024k),在不断飙升的算力环境中,P时代的到来意味着比特币进入了一个新的军备竞赛阶段。
算力是衡量在一定的网络消耗下生成新块的单位的总计算能力。每个硬币的单个区块链随生成新的交易块所需的时间而变化。1 kH / s =每秒1,000哈希
1 MH / s =每秒1,000,000次哈希。
1 GH / s =每秒1,000,000,000次哈希。
1 TH / s =每秒1,000,000,000,000次哈希。
1 PH / s =每秒1,000,000,000,000,000次哈希。
1 EH / s =每秒1,000,000,000,000,000,000次哈希。早期的比特币区块链采用高度依赖节点算力的工作量证明(Proof of work, PoW) 机制来保证比特币网络分布式记账的一致性。随着区块链技术的发展和各种竞争币的相继涌现,研究者提出多种不依赖算力而能够达成共识的机制,例如点点币首创的权益证明(Proof of stake,PoS) 共识和比特股创的授权股份证明机制(Delegated proof of stake,DPOS) 共识机制等。
比特币区块链系统的安全性和不可篡改性是由PoW 共识机制的强大算力所保证的,任何对于区块数据的攻击或篡改都必须重新计算该区块以及其后所有区块的SHA256难题,并且计算速度必须使得伪造链长度超过主链,这种攻击难度导致的成本将远超其收益。据估计,截止到2016年1月,比特币区块链的算力已经达到800 000 000 Gh/s,即每秒进行8*10^18次运算,超过全球Top500 超级计算机的算力总和。
安全性威胁是区块链迄今为止所面临的最重要的问题。其中,基于PoW 共识过程的区块链主要面临的是51% 攻击问题,即节点通过掌握全网超过51%的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。以比特币为例,据统计中国大型矿池的算力已占全网总算力的60%以上,理论上这些矿池可以通过合作实施51%攻击,从而实现比特币的双重支付。虽然实际系统中为掌握全网51% 算力所需的成本投入远超成功实施攻击后的收益,但51%攻击的安全性威胁始终存在。基于PoS 共识过程在一定程度上解决了51% 攻击问题,但同时也引入了区块分叉时的N@S (Nothing at stake) 攻击问题。研究者已经提出通过构造同时依赖高算力和高内存的PoW共识算法来部分解决51% 攻击问题,更为安全和有效的共识机制尚有待于更加深入的研究和设计。
AI需要算力的支持才能发挥其最大潜力。以下是为什么AI需要算力的一些原因:
- 大规模数据处理:AI任务通常涉及大量的数据处理,包括数据的收集、存储、清洗和分析。强大的算力可以加速数据处理过程,使得AI系统能够更快地获取和处理大规模数据集,从而提高模型的训练和推断效率。
- 深度学习模型训练:深度学习是AI领域最常用的技术之一,但深度神经网络模型通常具有大量的参数和复杂的结构。这些模型的训练需要大量的计算资源和时间。强大的算力可以加速模型训练过程,使得模型能够更快地收敛并达到更好的性能。
- 复杂模型和算法:AI领域不断涌现出更复杂、更精确的模型和算法。这些模型和算法可能包含更多的层级、更复杂的计算操作和更大的参数量。强大的算力可以支持这些复杂模型和算法的计算需求,提高其效率和准确性。
- 实时应用需求:某些AI应用场景需要实时响应和推断能力,如自动驾驶、智能语音助手等。这些任务对计算能力有较高的要求,需要在短时间内处理大量的数据和进行复杂的计算操作。强大的算力可以实现实时性能,并提供更快速的响应和决策能力。
- 模型优化和调优:为了改进AI系统的性能和效果,常常需要进行模型优化和调优。这涉及到大量的实验和计算资源,以尝试不同的模型架构、超参数和优化算法。强大的算力可以加速这个过程,提高优化效率,并帮助找到更好的模型配置和参数设置。
总而言之,AI需要算力的支持来处理大规模数据、训练复杂模型、实现实时应用和优化算法。强大的算力能够提供更快速、更高效的计算能力,使AI系统能够充分发挥其潜力,并取得更好的性能和效果。
算力的提升可以带来以下好处:
- 提高效率:强大的算力可以加快AI系统的运算速度,缩短处理数据和训练模型所需的时间。这样可以提高工作效率,加快决策和响应速度。
- 提升准确性:算力的增强使得AI系统能够处理更大规模的数据集,并应用更复杂的模型和算法。这样可以提高模型的准确性和预测能力,使得AI系统的结果更加精确和可靠。
- 支持创新:强大的算力为AI领域的创新提供了技术支持。它使得研究人员和开发者能够探索更复杂、更具挑战性的问题,并实现更高级别的智能功能。
- 加速部署:算力的提升有助于快速部署AI解决方案。处理大规模数据和训练复杂模型所需的时间减少,可以更迅速地将AI技术应用到实际场景中,实现商业化和实际价值。
- 促进领域交叉:强大的算力为不同领域之间的交叉应用提供了可能性。它可以支持AI在医疗、金融、制造等行业的应用,以及与其他技术领域的融合,如物联网、大数据分析等。
AI和算力的关系是相辅相成的。强大的算力为AI提供了计算和处理的能力,使得AI系统能够更高效地运行、处理大规模数据、训练复杂模型,并实现更高级别的智能功能。算力的提升推动了AI技术的发展和创新,为实现更广泛的应用和商业化提供了基础。
人工智能需要算力支持,而算力的底层是芯片。目前,人工智能领域的应用目前处于技术和需求融合的高速发展阶段,应用场景将更加多元化,因此中国乃至全球的AI芯片市场将得到进一步的发展。
“世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,以信息化、智能化为杠杆培育新动能。要突出先导性和支柱性,优先培育和大力发展一批战略性新兴产业集群,构建产业体系新支柱。要推进互联网、大数据、人工智能同实体经济深度融合,做大做强数字经济。”
一直以来,我国都高度重视数字经济的发展,尤其是自2017年以来,在一系列顶层设计推动下,我国数字经济取得显著成效,越来越成为国民经济的新引擎。与此同时,我国数字经济开始进入新的发展阶段,加之“新基建”的推动,未来数字经济的应用场景必将更加丰富多元,产业需求必将更加复杂多样。
随着数字经济成为当前全球主要国家推动经济复苏关键举措和经济发展的制高点,数字经济全球竞争的下一条赛道在哪里?数字经济转型发展的新动能在哪里?如何立足已有优势,推动我国发展更先进的数字技术、更强大的计算能力和更高水平的数字产业?
因此,研究便指向了“算力”。
算力的大小代表着对数字化信息处理能力的强弱。从原始社会的手动式计算到古代的机械式计算、近现代的电子计算,再到现在的数字计算,算力指代了人类对数据的处理能力,也集中代表了人类智慧的发展水平。
目前,计算科学正在从传统的计算模拟和数字仿真走向基于高性能计算与科学大数据、深度学习深度融合的第四范式,算力也形成了计算速度、算法、大数据存储量、通讯能力、云计算服务能力等多个衡量指标,它通过人工智能、大数据、卫星网、光纤网、物联网、云平台、近地通信等一系列数字化软硬件基础设施,赋能各行各业的数字化转型升级。
在此趋势下,数据能力和算力需求呈现循环增强的状态,数据量的不断增加要求算力的配套进化。
“新摩尔定律”还指出,每18个月,人类新增数据量是计算机有史以来数据量的总和。超大规模的数据量对算力的需求也达到了前所未有的高度和强度,算力成为支撑数字经济持续纵深发展的重要动力。没有算力,一切数字技术无从谈起。
多位专家认为,“算力时代”已经到来。一方面,算力有望替代热力、电力,成为拉动数字经济向前发展的新动能、新引擎;另一方面,算力正在成为影响国家综合实力和国际话语权的关键要素,国与国的核心竞争力正在聚焦于以计算速度、计算方法、通信能力、存储能力为代表的算力,未来谁掌握先进的算力,谁就掌握了发展的主动权。
人工智能(AI)的应用领域:
- 计算机视觉:图像识别、目标检测与跟踪、人脸识别、图像生成等。
- 自然语言处理:文本分析、语音识别、机器翻译、情感分析等。
- 机器学习:数据挖掘、模式识别、预测分析、推荐系统等。
- 自动驾驶:自动驾驶汽车、无人机导航等。
- 智能语音助手:语音控制、智能对话、语音识别与合成等。
- 医疗健康:医学图像分析、疾病诊断、智能辅助诊疗等。
- 金融科技:风险评估、信用评分、欺诈检测、量化交易等。
- 教育领域:个性化学习、智能教育软件、在线辅导等。
- 社交媒体:内容推荐、情感分析、社交网络分析等。
- 智能制造:工业自动化、质量控制、供应链优化等。
算力的应用领域:
- 科学研究:科学模拟、天体物理学、气候模拟等。
- 数据分析:大数据处理、数据挖掘、模式识别、统计分析等。
- 图形渲染:游戏开发、电影特效、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等。
- 仿真与模拟:飞行模拟、城市规划、建筑设计等。
- 量化金融:高频交易、金融模型分析、风险管理等。
- 生物医学:基因组学分析、蛋白质折叠、药物筛选等。
- 天气预报:气象模型、天气预测和气候模拟等。
- 加密与安全:密码破解、网络安全分析等。
- 人工智能训练:深度学习模型训练、神经网络优化等。
- 云计算:大规模数据存储和处理、分布式计算等。
方向二:AI+算力催生“最强龙头”
“最强龙头”是指在某个行业中占据垄断地位或者领导地位的公司或组织。这些公司通常具有强大的实力、市场份额和技术优势,能够在行业中引领潮流,影响整个市场的发展和格局。以下是介绍“最强龙头”的概念的一些要点:
- 市场垄断地位:最强龙头在特定行业中占据垄断地位,拥有相对较高的市场份额。这使得它们能够主导市场的发展,掌握更多的资源和客户。
- 技术或创新优势:最强龙头通常具备先进的技术能力和创新实力。它们在技术研发方面投入巨大,积极推动行业的技术进步和创新,从而保持竞争优势。
- 强大的品牌影响力:最强龙头在市场上拥有广泛的知名度和品牌影响力。它们的产品或服务被广泛认可和信任,消费者倾向于选择它们的产品或服务。
- 资源和规模优势:最强龙头拥有丰富的资源和强大的资本实力。它们通常拥有庞大的生产能力、全球化的供应链和广泛的销售网络,能够通过规模效应获得成本优势。
- 行业影响力和规则制定能力:最强龙头对行业具有较大的影响力,能够对行业的发展趋势和规则进行引导和制定。它们在行业协会、标准组织等机构中的地位较高,能够参与决策和制定行业标准。
最强龙头的出现常常是市场竞争和发展的结果,但也可能引发反垄断和竞争政策的关注。一方面,最强龙头的市场优势可以带来创新、降低成本、提高效率,并推动行业的发展;另一方面,它们的垄断地位也可能导致市场不公平、缺乏竞争和创新的问题。因此,监管机构通常会密切关注最强龙头的行为,以保持市场竞争的公平性和健康性。
在AI领域中,同样存在着一些被称为"最强龙头"的公司或组织,它们在AI技术、市场份额和创新方面占据领先地位。以下是AI领域中的一些最强龙头的例子:
- Google(Alphabet):作为全球最大的互联网公司之一,Google在AI领域拥有强大的技术实力和资源。它的人工智能部门Google AI致力于研究和开发各种AI技术和应用,如自然语言处理、计算机视觉、深度学习等。Google的产品和服务,如Google搜索、Google助手、Google翻译等,都融入了AI技术。
- Microsoft:作为全球领先的科技巨头,Microsoft在AI领域也扮演着重要角色。其AI研究机构Microsoft Research在人工智能领域取得了许多突破性成果。Microsoft的AI技术被广泛应用于其产品和服务,如智能助手Cortana、Azure机器学习平台等。
- IBM:IBM是一家拥有悠久历史的科技公司,在AI领域具有强大的实力。IBM的AI平台Watson以其强大的认知计算能力和智能分析功能而闻名。Watson在医疗诊断、自然语言处理、图像识别等方面有广泛的应用。
- Amazon:作为全球最大的电商平台之一,Amazon在AI领域的应用也非常广泛。其人工智能助手Alexa在语音识别和自然语言处理方面具有强大的能力。此外,Amazon还通过其AWS云计算平台提供了一系列AI服务,如机器学习、图像分析、语音合成等。
除了以上公司,还有许多在AI领域中发挥重要作用的公司,如Facebook、Apple、OpenAI等。这些公司通过持续的研究和创新,推动了AI技术的发展和应用,引领着整个行业的发展方向。它们在数据集、算法研究、人才吸引等方面的优势,使得它们在AI领域具有重要的地位和影响力。
AI+算力在不同行业的崛起情况各有特点,以下是对云计算、物流和金融领域的分析:
云计算领域
AI+算力在云计算领域的崛起为企业和个人提供了强大的计算能力和资源。云计算平台提供了大规模的分布式计算和存储能力,使得AI算法的训练和推理能够更高效地进行。
云计算提供了弹性和灵活性,可以根据需求调整计算资源的规模,使得AI应用可以根据实际情况进行扩展和收缩。
云计算平台上的AI服务和工具使得开发者可以更便捷地构建和部署AI模型,降低了开发门槛。
AI算法和模型可以通过云端部署,实现远程访问和实时响应,为各种应用场景提供更智能的功能。
物流领域
AI+算力在物流领域的应用带来了更高效的物流管理和运作。通过使用AI技术,可以对物流数据进行分析和优化,提高物流过程中的准确性和效率。
物流领域的AI应用包括路线规划、货物追踪、库存管理等方面。通过利用大数据和机器学习算法,可以实现智能调度和预测,减少运输时间和成本。
AI还可以应用于物流中的安全检查和风险管理。例如,使用计算机视觉技术进行货物扫描和识别,提高安全性和防止欺诈行为。
金融领域
AI+算力在金融领域的崛起带来了更智能和高效的金融服务。通过使用AI算法和大数据分析,金融机构可以更准确地进行风险评估、交易分析和预测。
金融领域的AI应用包括信用评估、投资组合优化、风险管理等方面。AI模型可以分析大量的金融数据,识别潜在的风险和机会,并提供相应的决策支持。
金融科技(Fintech)公司利用AI+算力技术创新,推出了各种智能金融产品和服务,如智能投顾、智能支付、反欺诈等,改变了传统金融行业的格局。
总的来说,AI+算力在云计算、物流和金融等行业的崛起,推动了这些行业的数字化转型和智能化发展。通过充分利用大数据、机器学习和深度学习等AI技术,结合强大的算力支持,可以提高效率、降低成本、优化决策,并创造出更智能、更便捷的服务和产品。
AI+算力的结合能够为企业和组织带来巨大的竞争优势,使其更快地崛起,并对后来者构成较大的竞争障碍。以下是一些原因:
高效处理大规模数据:AI需要处理大量的数据进行训练和学习,而强大的算力可以加速数据的处理和分析过程。具备高算力的企业可以更快地收集、处理和利用数据,提升模型的准确性和性能。
快速训练复杂模型:复杂的AI模型需要大量的计算资源进行训练,例如深度神经网络。强大的算力可以加速模型训练的速度,使得企业能够更快地开发出高质量的AI模型,并在市场上占据先机。
实时应用和决策支持:某些应用场景要求AI能够实时地做出决策和响应,例如自动驾驶、金融交易等。强大的算力能够提供即时的计算能力,使得AI系统可以实时地处理大量的输入数据,做出准确的决策和响应。
算法优化和创新:AI算法的优化和创新需要进行大量的实验和迭代,而强大的算力可以支持更高效的算法优化过程。领先者可以利用算力优势进行更快速的算法迭代和创新,从而保持技术的领先性。
通过充分利用AI+算力的优势,领先者可以更快地构建高质量的AI解决方案,提高效率和降低成本,从而在市场上建立起竞争壁垒。后来者往往需要投入大量的资源和时间才能追赶上领先者的技术和市场地位,这使得领先者在一定时期内能够保持竞争优势。因此,AI+算力对于企业的快速崛起和竞争优势的构建起到了关键的作用。
方向三:AI+算力组合带来的挑战
AI+算力催生的霸主现象对市场和竞争环境可能带来以下影响和不利因素:
垄断风险:当某个企业或组织在AI+算力领域取得霸主地位时,存在垄断市场的风险。这可能导致市场上的竞争受到限制,其他竞争对手面临进入障碍,创新受到压制。垄断者可能会利用其霸主地位来控制市场,限制竞争,抑制创新。
数据垄断和隐私问题:AI的训练和应用需要大量的数据支持。当一个企业拥有大量的数据,并且通过强大的算力进行AI分析和应用时,可能垄断了数据资源。这可能导致其他企业难以获取足够的数据来进行竞争,从而加剧市场不平衡。此外,数据垄断也引发了隐私和数据安全的问题,需要加强监管和保护措施。
技术壁垒和进入难度:当一个企业建立了强大的AI+算力平台并取得霸主地位时,其他企业进入该市场面临较高的技术壁垒和进入难度。强大的算力和资源优势使得领先者能够更快地推出创新产品和解决方案,而后来者需要投入大量资源才能赶上。这可能导致市场竞争的不公平,限制了创新和竞争的可能性。
依赖风险和单一失败点:当市场上只有少数几家企业掌握了AI+算力的霸主地位时,其他企业和用户可能过度依赖这些霸主企业。这带来了依赖风险,如果其中一家企业遇到问题或失败,可能会对整个市场和用户产生负面影响。此外,对少数几家企业的过度依赖也限制了市场的多样性和创新。
为了缓解这些影响和不利因素,需要加强监管和政策引导,以确保市场公平竞争、数据隐私保护和技术创新。同时,鼓励多家企业参与AI+算力领域的竞争,促进技术共享和开放合作,有助于打破垄断局面,推动创新和市场多样性的发展。
好啦,小雅兰今天分享的博客内容就到这里啦,还要继续加油噢!!!