2016年中國科學(xué)院重大創(chuàng)新成果

　　16年12月16日，由國家高分重大專項支持，中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所承擔(dān)建設(shè)和運行任務(wù)的中國遙感衛(wèi)星地面站北極接收站在瑞典基律納通過現(xiàn)場驗收并投入試運行。

　　北極站位于瑞典基律納航天中心，站址經(jīng)緯度為北緯67°53’、東經(jīng)21°04’，位于北極圈以北約200公里處。北極站歷經(jīng)兩年建設(shè)完成，是我國第一個海外陸地衛(wèi)星接收站，具有全天候、全天時、多種分辨率衛(wèi)星的接收能力。北極站的落成運行極大提高了我國全球數(shù)據(jù)的接收獲取能力，尤其可以大大增加衛(wèi)星拍攝數(shù)據(jù)的下傳時效，對自然災(zāi)害等需要快速響應(yīng)的應(yīng)用具有重大意義。

　　讓計算機具有像人一樣的智能，是中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所和寒武紀(jì)公司長期的奮斗目標(biāo)。人腦的智能的核心物質(zhì)載體是由巨量的神經(jīng)元細胞通過突觸互相連接組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。正是依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人腦具有了感知、認知、推理等智能。計算機科學(xué)家受此啟發(fā)，發(fā)明了一類被稱為“深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的方法，在計算機中用虛擬的神經(jīng)元和突觸，組成多層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對信息進行智能地處理。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目前在一些圖像識別、語音識別和游戲博弈問題上，已經(jīng)接近甚至超過了人類水平。

　　但是，現(xiàn)有的通用處理器運行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能和能效都非常有限。谷歌大腦和AlphaGo這樣的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)甚至需要使用成千上萬個通用處理器核。這顯著制約了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展。寒武紀(jì)團隊對此問題進行了深入的探索，提出的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器架構(gòu)采用了專門的硬件神經(jīng)元和硬件突觸作為運算器，并為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速連接設(shè)計了專門的存儲結(jié)構(gòu)，還專門設(shè)計了與通用處理器完全不同的指令集。

　　作為為人工智能而生的處理器，寒武紀(jì)-1A能有效地支撐語音識別、機器視覺、自然語言理解、圖像搜索、廣告推薦等關(guān)鍵智能應(yīng)用，使得即便是手機、玩具、攝像頭、機器人等嵌入式終端，也能得到強大的本地智能能力。中科院計算所和寒武紀(jì)公司正在積極地聯(lián)合從應(yīng)用、算法、硬件到芯片各個領(lǐng)域的同行，圍繞寒武紀(jì)的指令集、架構(gòu)、IP和芯片，共建新型的智能生態(tài)，推動寒武紀(jì)的產(chǎn)業(yè)化。

　　16年11月17日，在美國鹽湖城舉行的2016年全球超級計算大會上，中國科學(xué)院“千萬核可擴展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬”一舉獲得國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎戈登貝爾獎，實現(xiàn)了我國高性能計算應(yīng)用在此獎項上零的突破，成為我國高性能計算應(yīng)用發(fā)展的一個新的里程碑。

　　“千萬核可擴展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬”由中科院軟件所、清華大學(xué)、北京師范大學(xué)、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心和國家超級計算無錫中心的聯(lián)合團隊合作完成。該應(yīng)用團隊設(shè)計并開發(fā)了一種新的用于大氣動力框架的高可擴展全隱式求解器，世界上首次在大規(guī)模異構(gòu)系統(tǒng)上實現(xiàn)了高效和千萬核可擴展的全隱式求解，并將模擬分辨率提升至500米以內(nèi)，未來有望應(yīng)用于全球高分辨率氣候模擬和高精細數(shù)值天氣預(yù)報。