【導(dǎo)語】讓機(jī)器擁有人類的思考能力，讓智能語音命令更加順暢，讓機(jī)器更智能地人類提供服務(wù)是智能語音的目標(biāo)，然而要賦予機(jī)器以上功能必須制作一款可以深度模擬人類大腦的計(jì)算機(jī)軟件模型。近日，浪潮和國內(nèi)某知名公司合作，通過GPU加速方案實(shí)現(xiàn)了該模型的運(yùn)算效率的提升，使其能更接近人腦的運(yùn)算能耗比，從而為該公司的智能語音技術(shù)帶來突破。

　　智能和互聯(lián)如今是科技產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)“名詞”，很多專家都認(rèn)為智能語音識別技術(shù)是未來10年間信息技術(shù)領(lǐng)域十大重要的科技發(fā)展技術(shù)之一，只有在電影中才有的、擁有語言天賦的機(jī)器將在不久的未來變成現(xiàn)實(shí)，智能語音技術(shù)將進(jìn)入工業(yè)、家電、通信、汽車電子、醫(yī)療、家庭服務(wù)、消費(fèi)電子產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域。

　　IT巨頭的難題，人腦能耗比=200萬倍天河2號

　　智能語音目前主要依靠深度學(xué)習(xí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，作為機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)重要分支，深度學(xué)習(xí)在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使得機(jī)器能從大量歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)規(guī)律，從而對新的樣本做智能識別或?qū)ξ磥碜鲱A(yù)測，以達(dá)到具有人類一樣的思考能力。目前，F(xiàn)acebook、Google、IBM、蘋果、微軟、百度、科大訊飛等均在此方面做了多種嘗試。

　　深度學(xué)習(xí)技術(shù)有很多支撐的計(jì)算機(jī)算法，而目前最常用的是DNN算法，它能比較好地模擬人腦神經(jīng)元多層深度傳遞的過程，解決智能語音中的復(fù)雜問題。然而，要模擬人腦絕非易事，人腦的計(jì)算能耗比是世界上最快的超級計(jì)算機(jī)天河2號的200萬倍，眾所周知，人類大腦大致有1000億神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元有大約5000個(gè)神經(jīng)突觸。要使機(jī)器無限接近人類的思考能力意味著要模擬出更多的神經(jīng)元和神經(jīng)突觸，這就會(huì)帶來巨大的計(jì)算挑戰(zhàn)。

　　迎難而上，某公司宣布要初步實(shí)現(xiàn)人類思考能力

　　即使世界IT巨頭都無法徹底解決這一問題，但是某公司依舊宣布要實(shí)現(xiàn)基于類人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知智能引擎，預(yù)期成果是實(shí)現(xiàn)世界上第一個(gè)中文認(rèn)知智能計(jì)算引擎。目前，該公司已經(jīng)集結(jié)了在認(rèn)知智能領(lǐng)域最強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)，將在知識圖譜構(gòu)建與推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬、人腦原理分析模擬幾個(gè)方向展開研究。為了搶占國內(nèi)智能語音市場先機(jī)，某公司計(jì)劃將模擬人腦神經(jīng)元的1/10，以期讓該公司的智能語音設(shè)備擁有初步的人類思考能力。

　　巧婦能為無米之炊，浪潮巧用GPU實(shí)現(xiàn)性能騰飛

　　要實(shí)現(xiàn)人腦神經(jīng)元的1/10的深度模擬，這也就意味著該公司需要非常高計(jì)算性能的高性能計(jì)算集群。然而天河二號只有一部，如何設(shè)計(jì)一套占地面積小、計(jì)算性能高、又綠色節(jié)能的高性能計(jì)算集群成為該公司面臨的問題。

　　針對這一問題，浪潮和該公司合作，利用GPU加速技術(shù)為該公司設(shè)計(jì)構(gòu)建了一套GPU集群，雙方聯(lián)合設(shè)計(jì)了針對DNN算法特點(diǎn)的GPU集群并行計(jì)算框架，采用了每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)配置雙路CPU和4塊NVIDIA Tesla K20m GPU，以及一塊HCA卡的方案，通過GPU提高計(jì)算能力、通過IB網(wǎng)絡(luò)提速節(jié)點(diǎn)之間的通信速度，最終完成GPU集群版的DNN并行算法，大幅減低了DNN的計(jì)算時(shí)間，從而為該公司下一步的智能語音計(jì)劃提供助力。

　　作為中國異構(gòu)高性能計(jì)算技術(shù)的領(lǐng)先者，浪潮一直致力于推動(dòng)GPU和MIC的應(yīng)用發(fā)展和人才培養(yǎng)，推動(dòng)異構(gòu)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。目前，浪潮已經(jīng)分別與英特爾和英偉達(dá)成立聯(lián)合并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，合作開發(fā)優(yōu)化基于MIC和GPU的并行應(yīng)用。浪潮-英特爾中國并行計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室首席工程師張清介紹：“浪潮目前已經(jīng)建立了一套非常完善的高性能計(jì)算集群解決方案，將不僅為用戶提供好用的高性能計(jì)算集群，還會(huì)針對每一個(gè)用戶的應(yīng)用特點(diǎn)量身定制集群解決方案，這也就說明未來浪潮將跟用戶在應(yīng)用測試、集群搭建、加速優(yōu)化等各方面展開合作，把用戶的需求看作是浪潮設(shè)計(jì)構(gòu)建集群的根本要求。”