2015年,北京科学院南路6号。
几个年轻人,挤在一间小黑屋里,紧张地测试着一款芯片。当电脑屏幕上跳出测试结果正确时,他们再也抑制不住激动:
这意味着,世界上第一款人工智能芯片,就要诞生了!
【不再是跟随】
超越谷歌、亚马逊,碾压英特尔。
2024年,英伟达的股价涨势如虹,成为历史上首个市值突破3万亿美元的半导体企业。但有一家中国AI企业,比英伟达还要疯狂,它就是:
寒武纪!
2023年至今,英伟达的股价涨了9倍。同期,寒武纪的股价最高上涨超过10倍。
在营收十几亿,不及对方零头,且连续多年巨亏的情况下,寒武纪的股价表现让很多人看不懂,并惊呼:这是巨大的市场泡沫。
追捧它的人,则把寒武纪视为中国的英伟达,是国产替代的最大受益者。
然而,这两种观点都忽视了寒武纪的技术实力,以及对全球AI芯片产业的贡献。
事实上,在AI芯片这件事上,寒武纪是最早的开拓者之一。
早在2014年3月,来自中科院计算所的陈天石、陈云霁兄弟,就在国际顶级学术会议ASPLOS上发表了一篇论文:
《DianNao:一种小尺度的高吞吐率机器学习加速器》。
在这篇论文里,陈氏兄弟首次提出深度学习专用处理器架构,较传统CPU有百倍以上的能效提升,突破了通用处理器在AI任务中的效率瓶颈。
紧接着当年底,两人又在MICRO会议上发表了另一篇DianNao论文。
这两篇论文后来引起很大反响,被引用数千次,成为全球AI芯片研究的重要成果,谷歌、英伟达都从中受到了启发。
美国《科学》杂志发文评价:这是发生在硅谷之外的颠覆性进展。
在这篇论文基础上,陈天石兄弟创办了寒武纪,将理论构想变成了现实。
当这种理论构想,迎头撞上AI大模型时,一场剧烈的链式反应发生了:寒武纪股价一飞冲天,市值超过2500亿元。
一介书生的陈天石,也因此坐拥700亿身价,成为炙手可热的人物,并登顶江西新首富。
中央电视台将兄弟两人评为2017年度科技人物,并强调:他们打破了中国芯片长期跟随的被动局面。
2020年,斯坦福大学公布了一份全球2%顶尖科学家榜单,寒武纪创始人兼CEO陈天石在中国大陆地区排名第一。
然而,今天在全球被广泛引用的AI芯片研究,最初也只是一项没经费、没论文、无人问津的三无研究!
【做没有先例的事】
2010年,身为龙芯3号主架构师的陈云霁,在北京见到了弟弟陈天石。
这次碰面,改变了两个人的命运。
那是陈天石在中科大念博士的最后一年,因为爱人在北京,他经常跟导师找借口说,去北京中科院计算所搞研究,实则是与爱人相聚。
但也正是在这个期间,他意外接触到了哥哥负责的龙芯项目,并得到了龙芯之父胡伟武的赏识。
彼时的陈云霁,每天被繁重又枯燥的芯片测试工作,搞得头大。
忙碌之余,他总在琢磨:如何用AI替代人工,做芯片测试。巧的是,弟弟在中科大搞的就是AI。
兄弟俩一个擅长芯片,另一个擅长AI,可谓珠联璧合。
在胡伟武的邀请下,弟弟陈天石毕业后,也加入了计算所。兄弟重聚,一有空就探讨做什么研究。
思来想去,他们决定干一件比AI辅助芯片设计更大的事:
做AI芯片,用一块芯片加速所有的深度学习算法程序。
但这个想法,在当时无异于天方夜谭。2010年,AlphaGo还没击败李世石,英伟达还只是一家显卡厂商。
放眼全球,也没有完全类似的论文或工作。
因为太冷门,他们的课题连20万元经费都申请不下来。手下的学生也不理解,不止一个人劝他们:
“别搞这么虚无缥缈的东西了!”
多年后,回忆起这段岁月,陈云霁依旧感慨不已:
在一个学术界不认可、工业界不关心、难以发论文、难以申请项目的冷门交叉学科方向孤独前行,就像在一片黑暗中摸索。
关键时刻,计算所的领导一锤定音。
2010年底,在一次内部会议上,陈天石兄弟报告了做AI芯片的设想。这个设想打动了所领导。
所里为此,专门成立智能处理器团队,并任命陈云霁为课题组负责人。
有了领导的支持,两人开始放下包袱,大干一场。他们以全新的指令集,从底层重构了芯片体系结构。
最终,有了2014年那两篇著名的DianNao论文。
陈天石兄弟用这两篇论文,证明了深度学习处理器的巨大潜力,并荣获顶尖学术会议MICRO最佳论文奖。
这是1963年以来,首次有美国以外国家的学者荣获该奖项。
▲陈云霁(左)、陈天石兄弟
论文写出来了,也获得了巨大的反响,但如果仅仅停留在纸面,那意义并不大。
所长孙凝晖决定,更进一步,他把兄弟俩叫到办公室,问道:“你们能做出真正的深度学习处理器芯片吗?”
在中科院做了十几年龙芯的陈云霁,当然知道,将一张设计图纸,变成真正的芯片,要经历怎样的煎熬。
但做一件在全球都没有先例的事情的兴奋,最终战胜了对困难的恐惧。
于是,在一间不足30平方米的小黑屋里,陈云霁兄弟带领团队,没日没夜地干起来。
工位边放置了行军床,从工作台到行军床,通宵达旦是常态。每一次测试,都充满了忐忑和期待。
“我们远不如外界想象的那么光鲜和神奇。”陈天石后来说。
就这样,经过数百个日夜奋战,终于在2015年成功流片。
流片回来当晚,大家挤在小黑屋里,眼睛紧盯着电脑屏幕,当跳出测试结果正确时,所有人再也抑制不住激动。
这颗芯片寄托着陈天石兄弟许多的期待,他们将其取名为寒武纪,希望它像5亿年前的生命大爆发一样。
以这颗芯片为始点,在计算所和风投资金的支持下,一年后,寒武纪公司正式成立。
弟弟陈天石由于做事稳重,擅长战略决策,担任公司CEO。哥哥陈云霁则喜欢隐身幕后做研究,担任公司首席科学家。
【不抄小道,不搞奇袭】
寒武纪的成立,恰逢一个时代的大风口。
2016年春,谷歌AlphaGo一战成名,AI迅速在全世界掀起浪潮,一大批创业公司如雨后春笋般成立。
这个时候,摆在陈天石面前的有两条路:
一是设计一颗自己的芯片,但时间周期太长,稍有不慎,就可能失败。
二是设计一个芯片IP,授权给相关的硬件厂商,从而以最快的速度,实现商业化和大规模量产。
做事谨慎的陈天石,选择了后者。
2017年,华为与寒武纪联手,将寒武纪1A处理器集成在新一代麒麟970芯片中,作为其核心的人工智能处理单元。
这是全球首款AI移动芯片。
陈天石在关键时刻,抓住华为这个大客户,一跃成为最成功的AI创业公司。
然而,搞研究和做一款产品,实现商业化,有着天然的鸿沟。技术出身的陈天石,一开始对这种鸿沟,准备并不充分。
芯片IP授权业务,虽然起步快,但天花板较低,合作关系脆弱。
事实上,华为与寒武纪的合作,仅仅维持了一年多,就因为对方转向自研而终止了。过度依赖单一大客户,让寒武纪一度陷入困境。
危急关头,陈天石做出一个重要决定:
从单一智能终端芯片,向云、边、端全场景智能芯片延申,积极拓展政务和智能计算集群项目。
从2018年开始,寒武纪开发了一系列云端推理、训练芯片,以及边缘计算产品线,并为所有产品构建了统一的基础系统软件和工具链。
到2020年,寒武纪已成为一家具备软硬件全栈系统能力的芯片设计公司。
当年7月,寒武纪在科创板挂牌上市。上市首日,即突破千亿元市值,成为国内AI芯片第一股。
A股上市,让寒武纪暂时摆脱了资金困扰。
但令陈天石没想到的是,更大的危机还在后头,而这一次,几乎要了寒武纪的命。
2022年底,美国政府单方面将寒武纪列入出口管制实体清单。这意味着,台积电将不能为寒武纪代工。
对于一家芯片设计公司而言,这几乎是宣判了死刑。
受此影响,寒武纪营收暴跌。但陈天石依旧顶住外界质疑寒武纪长期亏损的压力,坚持研发投入。
在陈天石看来,芯片是长跑,没有捷径。他把芯片研发比作推土机,沿大路而行,不抄小道,不搞奇袭。
“我没有那种激情式的口号,我认为战略就是老老实实干活、搬砖。”
他还对标全球芯片巨头Intel和英伟达,这些前辈也都是几十年筚路蓝缕走过来的。相比之下,寒武纪还不到十岁,只是个孩子,长跑才刚刚开始。
这种耐心,最终换来了回报。
进入2024年,随着AI大模型的普及,以及国内半导体产业链的成熟,尤其是7纳米产线的投产,寒武纪挣脱束缚,开始加速成长。
【从科大少年班,到江西新首富】
陈天石、陈云霁出生于80年代的江西,父亲是一名电力工程师,母亲是一名中学老师。
看似普通的家庭,却培养出两个科大少年班天才。陈云霁后来用四个字,总结父母的教育方式:
放水养鱼。
不同于填鸭式教育,陈云霁父母在他们幼年时,就通过引导而非强制的方式,培养兄弟俩的科学兴趣。
家中的书架上,摆满了各种书籍,涵盖工程、历史等多个领域,允许他们自由选择阅读。
尤其一套《十万个为什么》,激发了兄弟俩的好奇心。在这种好奇心的驱使下,哥哥陈云霁考入中国科大少年班。
弟弟陈天石也不服气,我们天天一起玩,你不比我聪明。你能上,我也能上。
于是,他跟随哥哥的脚步,也考上了科大少年班。
学习之余,兄弟俩沉迷于打游戏。据说,陈天石发奋图强考大学的原因之一就是,哥哥曾对他说:
“考上大学后,父母就管不着了,玩游戏更方便。”
进入科大少年班后,陈天石果然实现了游戏自由。但也因为沉迷于游戏,导致学业危机,大二时险些挂科。
哥哥陈云霁同样酷爱游戏,甚至把《星际争霸》当做主课来修。
即便如此,也没能阻挡龙芯之父胡伟武,力排众议,将兄弟俩破格招入麾下。用陈云霁的话说:
在此之前,中科院计算所还从来没有招过本科成绩这么差的学生。
真正打动胡伟武的,是兄弟俩对计算机的热爱,以及努力工作的狠劲儿。
而计算所也给了两位天才少年,足够大的舞台和空间。在那个很多人不知道AI为何物的年代,大力支持他们对AI芯片的探索。
没有这种宽松的环境,陈天石兄弟就不可能创造寒武纪的奇迹。
尽管暂时度过了生产难关,业务也在逐渐恢复,但对于寒武纪而言,真正的挑战一直是如何实现更好的商业化。
2024年,寒武纪全年营收预计10亿至12亿元,不及英伟达的千分之一。
如此悬殊的差距,让很多人质疑,寒武纪一直在讲故事,其业绩难以支撑股价,这也导致其股价在近期大幅下跌。
实力悬殊的背后,不仅仅是技术差距,更是生态壁垒。
在AI大模型崛起的今天,英伟达CUDA生态已形成垄断,而寒武纪的软件工具链尚在起步阶段。
陈天石对于这种差距,有着清醒的认识。
这些年,寒武纪一直在补生态短板,并在这个过程中,找到了自己的风格,即专注于底层硬件和工具链,避免做应用。
对此,陈天石解释道:一旦你做应用,就会触及客户核心利益。
“寒武纪是个墩子,专业长胖,欢迎大家踩在我们身上做应用。”
商业化会改变一个人。
十年前,陈天石还是一个在计算所埋头做学问的寒门学子,如今他执掌千亿产业龙头,坐拥700亿身价,晋升江西新首富。
巨大的财富跃迁,并没有改变陈天石朴素的好胜心。
尽管在采访中,他反复强调,自己是一个没有野心的人。但用AI芯片加速所有深度学习算法的初心,一直驱动着他,也驱动着寒武纪。
“如果智能时代真的到来,难以想象智能芯片不诞生新巨头。我不讳言寒武纪想当这个将军。”
只不过,现实中,十几亿的营收、连续多年亏损的局面,让寒武纪捉襟见肘。
尤其面对英伟达这个近乎垄断的世界巨头,寒武纪的胜算似乎并不大。陈天石要想实现自己的梦想,前面还有很长的路要走。
【参考资料】
[1]《开创“寒武纪”》中国科学报
[2]《对话寒武纪陈天石:通往伟大芯片公司的赛程很长》甲子光年
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