中科院計算所與寒武紀(jì)公司提出了國際上首個稀疏深度學(xué)習(xí)處理器Cambricon-X，相關(guān)工作于近日被計算機體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂級國際會議MICRO 2016（International Symposium on Microarchitecture）接收。該處理器由中國科大少年班陳云霽、陳天石兄弟開創(chuàng)。

　　深度學(xué)習(xí)是一類借鑒生物的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理模式所發(fā)展起來的智能處理技術(shù)。基于深度學(xué)習(xí)的圍棋程序AlphaGo甚至已經(jīng)達(dá)到了職業(yè)棋手的水平。稀疏深度學(xué)習(xí)可大幅度削減神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中連接數(shù)量，因此被業(yè)界廣泛采用。但其計算和訪存模式非常不規(guī)則，給相應(yīng)的芯片設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。寒武紀(jì)團(tuán)隊針對稀疏深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特殊的計算模式和訪存特性，提出采用一維稀疏表示、專用的數(shù)據(jù)訪問引擎和動態(tài)計算調(diào)度策略來實現(xiàn)稀疏深度學(xué)習(xí)的專用處理器Cambricon-X，能高效處理各種類型的稀疏深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）。在TSMC 65nm工藝下，Cambricon-X峰值性能可達(dá)0.5Tops/s，面積開銷僅為6.38平方毫米，稀疏深度學(xué)習(xí)速度相較于主流高端GPU提升性能10倍，能耗僅為其3.4%。相關(guān)工作已于2016年1月申請國內(nèi)和PCT專利，此后UCSB也參與了Cambricon-X的進(jìn)一步學(xué)術(shù)探索。

　　此前，中科院計算所提出了國際上首個深度學(xué)習(xí)處理器結(jié)構(gòu)（與法國Inria合作完成）、國際上首個多核深度學(xué)習(xí)處理器結(jié)構(gòu)（與法國Inria合作完成），研制了國際上首個深度學(xué)習(xí)處理器芯片，提出了國際上首個深度學(xué)習(xí)指令集，多次獲得計算機體系結(jié)構(gòu)頂級會議最佳論文獎。Cambricon-X的工作進(jìn)一步夯實了中科院與寒武紀(jì)在深度學(xué)習(xí)處理器領(lǐng)域的國際領(lǐng)導(dǎo)性地位。

　　背景介紹：MICRO與ISCA、ASPLOS和HPCA并稱計算機體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域最頂級的四大國際學(xué)術(shù)會議。自2014年中科院計算所的陳云霽博士（寒武紀(jì)公司首席科學(xué)家，中國科大97少）、陳天石博士（寒武紀(jì)公司創(chuàng)始人和CEO，中國科大01少）與法國Inria的Olivier Temam博士（現(xiàn)供職于Google）在ASPLOS 2014共同開創(chuàng)了深度學(xué)習(xí)處理器方向之后，深度學(xué)習(xí)處理器已經(jīng)成為MICRO、ISCA、ASPLOS和HPCA最關(guān)注的研究方向之一。MICRO 2016上有超過1/7的論文引用寒武紀(jì)團(tuán)隊成員的工作來進(jìn)行智能處理器的探索（分別來自包括Intel、NVIDIA、佐治亞理工、UCSB等頂尖研究機構(gòu)）。