陈云霁：努力做人工智能芯片领跑者

陈云霁在讲解。施芳摄

在联系近一周之后，陈云霁才挤出时间接受了采访。见面时，他正忙着编程序，办公桌旁是一张折叠床，侧面墙壁的白板上写满了各种结构图。“最近一个科研项目要收尾，一直在忙，每天都搞不清楚是星期几！”他笑着说，“但只要把研究当成兴趣，也不觉得累。”他曾获得中国青年五四奖章和中国青年科技奖，不久前又被授予全国五一劳动奖章。

9岁上中学，14岁考入中国科学技术大学少年班，24岁取得中科院博士学位，29岁晋升为研究员，33岁荣获中国青年科技奖……在外人看来，陈云霁是一个“弯道超车”的天才，他却认为科学研究没有捷径可走——“要在人工智能时代做出原始性创新，得下一番苦功夫”。

儿时喜欢玩街机，后来喜欢打“星际争霸”等游戏，陈云霁渐渐对计算机产生了浓厚的兴趣。大三时，陈云霁把计算机系所有实验室的门敲了一遍，问是否接收本科生。最终，教计算机体系结构的周学海教授所在的实验室收下了他。在研发过程中，尽管做的都是些打下手的“杂活”，却让陈云霁感受到计算机的巨大魅力。

毕业在即，听说中科院计算所开始研制国产通用处理器，他觉得，能参与国产通用处理器的研发，是一个光荣又难得的机会。

2002年，陈云霁如愿来到了中科院计算所，跟随胡伟武研究员硕博连读，成为当时龙芯研发团队中最年轻的成员。

“一旦确立目标，就要拼尽全力去实现它。”胡伟武经常用小马过河的故事给所里的年轻人打气。凭借敢于探索、不怕失败的信念，胡伟武团队成功开发了中国首款32位通用处理器——龙芯1号。

博士毕业后，陈云霁留在了计算所。2008年，25岁的陈云霁成为8核龙芯3号的主要架构师。龙芯3号与龙芯1号、2号有所不同，已从单核发展到多核了。陈云霁对此有个形象比喻：“以前一桌菜给一桌客人吃，现在一桌菜要给8桌客人吃。”

陈云霁和同事们查阅了大量论文，但找不到现成的解决方法。在资源十分匮乏的条件下，边干边摸索，陈云霁提出访存协处理器结构，有效缓解了龙芯3B运算带宽比问题;提出片上多核处理器的有界误差全局时钟理论，解决了多核处理器验证和调试的一系列关键难题。

那年夏天，在中关村一间没有空调的宿舍内，陈云霁埋头写有关CPU架构的论文。虽然挥汗如雨，但他内心难掩对研究成果的期待。论文最终被作为体系结构领域三大顶级会议之一的国际高性能计算机体系结构会议（HPCA）录用，这也是HPCA历史上第一篇第一作者来自中国大陆的论文。

陈天石是陈云霁的弟弟，本科也毕业于中科大少年班。2007年，他作为客座博士生从中科大来到了计算所。所不同的是，陈天石的研究方向是人工智能算法。一个做硬件、一个做软件，兄弟俩决定联手做人工智能和芯片设计的交叉研究。这源于他们年少时的一个想法：“做一个东西让计算机更聪明，终极目标像人一样聪明。”

当时，人工智能研究正处于低谷期，人工智能和芯片设计的交叉研究更不被业内人士认可。学生担忧：做完研究，发不出论文是不是没法毕业？项目申请也不顺利，兄弟俩只能在日常工作之余开展研究。他们经常吃过早饭就坐在电脑前不间断地工作，等感觉饿了已是晚上。熬夜更是家常便饭，累了就在折叠床上囫囵一觉。他们先后提出一系列基于人工智能方法的處理器研发技术，多次向体系结构顶级会议投稿，但都一一被拒。

“基础研究者是孤独的，很多时候不知道该往哪里走”，回忆起那段时光，陈云霁感触很深，“困难一个接着一个，但问题解决之后的喜悦是常人无法体会的”。2014年，当他们研制的国际上首个深度学习处理器芯片与电脑主板成功连接，能效是传统芯片的近百倍，圆满实现预期目标，陈云霁喜出望外，“踏踏实实睡了一觉，然后又开始下一个迭代”。

功夫不负有心人，陈云霁和法国Temam教授的合作成果在体系结构顶级会议ASPLOS上，获得“最佳论文奖”，这是亚洲首次、美国之外国家第二次获得ASPLOS会议的最佳论文。他们的工作将以“DianNao”和“DaDianNao”中文拼音命名的深度学习处理器架构带到了计算机体系结构的国际舞台。参加国际会议时，陈云霁一遍遍地给外国同行纠正发音。“之前没有中文发音的芯片，我们借此也传播了中国文化。”他自豪地说。

5亿年前，地球迎来一次生命大爆发，从而进入了生命的新纪元，被称为“寒武纪”。陈云霁团队把他们研制的“深度学习处理器芯片”命名为“寒武纪”，希望能开启人工智能的新纪元。

“不要为了发论文而去一味追逐热点，要努力去探索那些未来有前景、现在没被关注的方向。”陈云霁经常用自己的经历启发学生。历时10余年，深度学习处理器芯片已经应用在数千万智能终端上，涉及智能手机、可穿戴设备、无人机和智能驾驶等多种场景。相关技术被《科学》评价为深度学习处理器的“开创性进展”，荣获国家自然科学二等奖。

除了研发强大的人工智能处理器，陈云霁尤为看重人工智能时代的生态布局。“开发芯片的同时，我们提出了一种与通用计算完全不同的指令集。”陈云霁解释，指令集就是电脑硬件与软件之间互相“对话”的语言，是构筑信息产业生态的基础之一。以往信息产业主要应用x86和ARM两种指令集，大部分软件和应用程序都以此为基础开发——这让任何后来者难以在传统信息产业中做大做强。

“我们原来在这方面几乎没有发言权，但智能时代给了一个机会。”陈云霁说，“我们已经迈出第一步，未来或许能够建立起开放共赢的信息产业新生态”。

中科院杰出科技成就奖、中国计算机学会科学技术一等奖、全国创新争先奖……近年来，陈云霁陆续获得各种奖励，但他丝毫不敢松懈：“芯片研发是一个日新月异的领域，我们有先发优势，并不意味着能永远冲在前面。必须加倍努力，才能引领国际智能芯片的发展。”

目前，陈云霁正带领团队全力攻克处理器设计的共性技术壁垒。“一个人生命中最大的幸运，莫过于在他的人生中途，年富力强的时候，发现了自己的使命。”陈云霁喜欢引用茨威格在《人类群星闪耀时》里写的这段话。“能把兴趣和工作结合在一起，我感觉特别幸运。”他说。