我國(guó)人工智能計(jì)算和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究

1 引言

近年來(lái)，人工智能再次成為信息科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，計(jì)算能力的不斷提升以及機(jī)器學(xué)習(xí)算法的不斷涌現(xiàn)優(yōu)化，人工智能已經(jīng)在許多應(yīng)用和場(chǎng)景下，展現(xiàn)出了逼近人類的能力和效率。隨著技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用的不斷豐富，人工智能計(jì)算和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)迅速發(fā)展，逐漸成為人工智能創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的基礎(chǔ)平臺(tái)。在國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中，更是提出要統(tǒng)籌布局人工智能創(chuàng)新平臺(tái)，對(duì)人工智能技術(shù)和服務(wù)平臺(tái)的能力和未來(lái)發(fā)展提出了更高的要求。

2 人工智能服務(wù)平臺(tái)體系分類

近年來(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)界對(duì)人工智能相關(guān)高性能計(jì)算、智能語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)視覺等需求不斷增多，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和人工智能企業(yè)紛紛推出服務(wù)平臺(tái)，以在線服務(wù)的形式提供相關(guān)業(yè)務(wù)和解決方案，希望讓所有創(chuàng)業(yè)者都享受到人工智能技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的紅利。以智能音箱為例，根據(jù)市場(chǎng)分析公司Canalys的數(shù)據(jù)，2017年全球智能音箱出貨量突破3000萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)2018年全球出貨量將達(dá)到5630萬(wàn)臺(tái)，而支撐智能音箱迅速發(fā)展的是語(yǔ)音開放平臺(tái)，主要由互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或傳統(tǒng)智能語(yǔ)音類企業(yè)提供。

目前，業(yè)界的主流人工智能技術(shù)和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)按照層級(jí)劃分主要分為如圖1所示兩個(gè)層面。

（1）計(jì)算服務(wù)平臺(tái)

圖1 人工智能服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

計(jì)算服務(wù)平臺(tái)主要依托第三方搭建和運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以交付服務(wù)的形式，提供人工智能訓(xùn)練和推斷所需要的計(jì)算能力，并提供深度學(xué)習(xí)開發(fā)環(huán)境等供用戶使用。計(jì)算服務(wù)平臺(tái)包含GPU云服務(wù)、FPGA云服務(wù)、深度學(xué)習(xí)平臺(tái)模塊。

GPU云服務(wù)：以虛擬機(jī)的形式，為用戶提供快速、便捷的GPU計(jì)算資源、CUDNN等底層庫(kù)，可適用于深度學(xué)習(xí)、科學(xué)計(jì)算、圖形圖像渲染、視頻解碼等應(yīng)用場(chǎng)景，具有實(shí)時(shí)高速的并行計(jì)算和浮點(diǎn)計(jì)算能力，能夠大幅提高機(jī)器學(xué)習(xí)及科學(xué)計(jì)算等大規(guī)模計(jì)算框架的運(yùn)行速度。目前，業(yè)界主要依托NVIDIA（英偉達(dá)）公司的GPU卡實(shí)現(xiàn)，包括單機(jī)單卡、單機(jī)多卡以及多機(jī)多卡集群等形態(tài)。

FPGA云服務(wù)：FPGA云服務(wù)是基于FPGA（Field Programmable Gate Array）可編程陣列的計(jì)算服務(wù)，一般在云計(jì)算環(huán)境配備FPGA的計(jì)算實(shí)例，可以結(jié)合自身業(yè)務(wù)場(chǎng)景，利用服務(wù)器上的FPGA加速平臺(tái)，以及配套的開發(fā)、模擬、調(diào)試、編譯資源，為業(yè)務(wù)構(gòu)建專屬的FPGA硬件加速程序，提高業(yè)務(wù)處理能力，降低硬件及開發(fā)成本。

深度學(xué)習(xí)平臺(tái)：深度學(xué)習(xí)平臺(tái)，它以Tensorflow、Caffe、MxNet、Torch等主流深度學(xué)習(xí)框架為基礎(chǔ)，提供相應(yīng)的常用深度學(xué)習(xí)算法和模型，組合各種數(shù)據(jù)源、組件模塊，讓用戶可以基于該平臺(tái)對(duì)語(yǔ)音、文本、圖片、視頻等海量數(shù)據(jù)進(jìn)行離線模型訓(xùn)練、在線模型預(yù)測(cè)及可視化模型評(píng)估。通常深度學(xué)習(xí)平臺(tái)是與GPU云服務(wù)打包進(jìn)行能力提供的。

（2）基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)

基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)底層基于高性能計(jì)算平臺(tái)，以交付服務(wù)的形式，提供計(jì)算機(jī)視覺、智能語(yǔ)音語(yǔ)義等基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)。目前，業(yè)界相對(duì)成熟的主要有智能語(yǔ)音平臺(tái)、自然語(yǔ)言理解、計(jì)算機(jī)視覺平臺(tái)等。

智能語(yǔ)音平臺(tái)主要提供語(yǔ)音語(yǔ)義相關(guān)的在線服務(wù)，包括語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、聲紋識(shí)別、語(yǔ)音聽轉(zhuǎn)寫等服務(wù)類型。目前業(yè)界語(yǔ)音開放平臺(tái)較多，原因一方面是語(yǔ)音交互相關(guān)技術(shù)較為成熟，各平臺(tái)的語(yǔ)音識(shí)別率都能達(dá)到90%以上；二是各語(yǔ)音企業(yè)都在建立由自己主導(dǎo)的語(yǔ)音生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，所以都將開放其智能語(yǔ)音平臺(tái)給硬件和應(yīng)用開發(fā)者作為重要手段，以此希望建立更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈；三是語(yǔ)音交互應(yīng)用場(chǎng)景及需求多，在商業(yè)端、智能客服、教育（口語(yǔ)評(píng)測(cè)）、醫(yī)療（電子病歷）、金融（業(yè)務(wù)辦理）、安防、法律等領(lǐng)域需求強(qiáng)烈；在個(gè)人用戶領(lǐng)域，智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備、自動(dòng)駕駛及輔助駕駛、傳統(tǒng)家電、智能家居等領(lǐng)域需求強(qiáng)烈。

自然語(yǔ)言處理平臺(tái)主要提供分詞、文本糾錯(cuò)、文章評(píng)閱、情感分類、觀點(diǎn)挖掘、語(yǔ)句主干提取等服務(wù)。與語(yǔ)音開放平臺(tái)相比，自然語(yǔ)音處理技術(shù)還沒達(dá)到語(yǔ)音和圖像成熟的程度，業(yè)界將自然語(yǔ)言處理定位是機(jī)器學(xué)習(xí)待攻克的下一個(gè)重大領(lǐng)域，自然語(yǔ)言處理平臺(tái)也僅有少數(shù)的幾家企業(yè)提供相關(guān)服務(wù)。

計(jì)算機(jī)視覺開放平臺(tái)主要提供物體檢測(cè)、人臉識(shí)別、人臉檢測(cè)、圖像識(shí)別、OCR識(shí)別、智能鑒黃等服務(wù)。得益于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的突破，目前計(jì)算機(jī)視覺的準(zhǔn)確度已經(jīng)逼近人類水平，使得計(jì)算機(jī)視覺在很多應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到了實(shí)用水平，進(jìn)而帶動(dòng)開放平臺(tái)的迅速發(fā)展。

3 我國(guó)人工智能計(jì)算和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)外部分科技巨頭已經(jīng)可以提供全方位的AI能力，如亞馬遜、微軟、谷歌等企業(yè)都推出了從技術(shù)到技術(shù)再到上層應(yīng)用的一整套能力方案。我國(guó)提供人工智能技術(shù)和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的企業(yè)主要有兩類。一類是互聯(lián)網(wǎng)公司，以龍頭云服務(wù)企業(yè)為代表，如百度、騰訊、阿里云等，依托原先在云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)和軟硬件積累，迅速切入人工智能服務(wù)平臺(tái)領(lǐng)域。另一類是專注于智能語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)視覺等方面的人工智能企業(yè)，如科大訊飛、曠世科技等，依托其在特定領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，推出基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。

（1）互聯(lián)網(wǎng)公司主要以百度、阿里、騰訊、金山云、優(yōu)刻得（Ucloud）、華為云等云服務(wù)企業(yè)為代表。這類公司將人工智能定位為未來(lái)的重點(diǎn)領(lǐng)域整體推進(jìn)，提供從計(jì)算到平臺(tái)到上層計(jì)算的全能力覆蓋。人工智能服務(wù)平臺(tái)一方面作為服務(wù)的形式對(duì)業(yè)界進(jìn)行輸出，以期望基于服務(wù)平臺(tái)建立產(chǎn)業(yè)鏈；另一方面，借助AI平臺(tái)的能力支撐公司業(yè)務(wù)和產(chǎn)品水平的提升，如百度將AI相關(guān)運(yùn)用于搜索等領(lǐng)域，騰訊將語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)嵌入到微信等產(chǎn)品中，提升用戶的使用便捷性。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)公司開展人工智能服務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)情況進(jìn)行梳理，詳情見表1。

表1 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人工智能服務(wù)平臺(tái)開展情況

（2）傳統(tǒng)人工智能企業(yè)主要依托其在智能語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域的積累，開放相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的接口，供業(yè)界使用。目前，這類企業(yè)一般不提供GPU等計(jì)算服務(wù)，而提供智能語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)視覺等基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)。表2對(duì)我國(guó)主流的人工智能企業(yè)的開放平臺(tái)情況進(jìn)行了梳理。

表2 我國(guó)主流人工智能開放平臺(tái)

4 我國(guó)人工智能計(jì)算和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)

綜合國(guó)內(nèi)外計(jì)算和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的發(fā)展情況，可以看到，我國(guó)已經(jīng)形成了相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。我國(guó)也高度重視創(chuàng)新開放平臺(tái)的發(fā)展，2017年11月15日，中國(guó)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃暨重大科技項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)公布了我國(guó)第一批國(guó)家人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)，包括百度公司建設(shè)自動(dòng)駕駛國(guó)家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)、阿里云公司建設(shè)城市大腦國(guó)家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)、騰訊公司建設(shè)醫(yī)療影像國(guó)家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)、科大訊飛公司建設(shè)智能語(yǔ)音國(guó)家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)。從整個(gè)國(guó)家的層面進(jìn)行發(fā)力，未來(lái)整個(gè)計(jì)算和服務(wù)平臺(tái)將呈現(xiàn)出以下幾方面趨勢(shì)：

一是服務(wù)平臺(tái)能夠有效推動(dòng)社會(huì)智能化水平的提升。服務(wù)平臺(tái)綜合的計(jì)算、上層語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)能力，對(duì)降低基于人工智能的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新成本，推動(dòng)人工智能向傳統(tǒng)行業(yè)融合提供了有力的工具和基礎(chǔ)環(huán)境。

二是服務(wù)平臺(tái)成為人工智能服務(wù)化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。服務(wù)平臺(tái)使人工智能服務(wù)和應(yīng)用不再封裝于具體產(chǎn)品中，而以在線、隨用隨取的服務(wù)形式呈現(xiàn)。未來(lái)服務(wù)平臺(tái)提供商作為連接用戶與應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，憑借用戶需求感知優(yōu)勢(shì)和信息資源優(yōu)勢(shì)逐步成為產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分。

三是服務(wù)平臺(tái)成為垂直行業(yè)落地的重要基礎(chǔ)。近兩年，業(yè)界已經(jīng)將人工智能與垂直領(lǐng)域的結(jié)合，作為人工智能未來(lái)落地的具體方向?？梢钥吹?，教育、醫(yī)療、金融等傳統(tǒng)行業(yè)對(duì)人工智能相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用需求不斷提升，但往往這類企業(yè)在建立人工智能技術(shù)和技術(shù)相關(guān)能力時(shí)具有人才、技術(shù)等方面的缺陷，亟需相關(guān)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行支撐。

四是以服務(wù)平臺(tái)為核心打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。對(duì)于國(guó)內(nèi)外的云服務(wù)巨頭和人工智能巨頭，包括亞馬遜、微軟、阿里云、騰訊云、科大訊飛、曠世科技等企業(yè)在內(nèi)，在未來(lái)完成了將人工智能從理論推廣到實(shí)際應(yīng)用之后，將圍繞各自應(yīng)用，與設(shè)備商、系統(tǒng)集成商、獨(dú)立軟件開發(fā)商等聯(lián)合為政府、企業(yè)等垂直領(lǐng)域提供一站式服務(wù)，共同打造基于服務(wù)平臺(tái)的生態(tài)系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

人工智能技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步帶動(dòng)了服務(wù)平臺(tái)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和人工智能企業(yè)紛紛布局服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，希望建立技術(shù)成熟、開源開放的人工智能服務(wù)平臺(tái)，幫助創(chuàng)業(yè)者和垂直行業(yè)以相對(duì)低的代價(jià)獲取人工智能的技術(shù)紅利，讓技術(shù)更有效率地實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用，未來(lái)更將持續(xù)推動(dòng)人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)持續(xù)融合。