二十年前,，大額的算術運算通常需要借助計算器,，街頭時尚的青年兜里揣著MP3,，卡片相機里存滿生活剪影,。而今,，一部手機便可實現(xiàn)上述所有功能,，更不用說那些日益智能的、如同科幻電影一般的高科技設計,。將眾多專用領域融入到一塊高能效的通用人工智能芯片里,、使人工智能計算順利地從云端下沉到邊緣設備和物聯(lián)網結點，這是清華大學微電子所魏少軍教授及其團隊一直追求的目標,。
今年,，魏少軍教授獲得2020年度IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會，是世界上最大的非營利性專業(yè)技術學會,，致力于電氣,、電子、計算機工程等領域的開發(fā)和研究）產業(yè)先驅獎,，這既是對他在當代計算機和通信系統(tǒng)智能芯片等領域開創(chuàng)性貢獻的認可,，也是對從設計到批量生產過程中產生的極高市場價值的肯定。魏少軍表示，這一獎項是國際學術界對他所取得的成就和整個團隊科研能力的認可,。但科學永無止境,，他與集成電路的故事未完待續(xù)。
魏少軍認為,，選擇科研方向要注重“頂天立地,，面向主流”?！绊斕臁?，即在思維上站到世界最前沿。古語有云,，“不畏浮云遮望眼,，自緣身在最高層?！笨蒲械膭?chuàng)新高度取決于眼界的高度,，我們要有大刀闊斧改革的勇氣，和時代并肩,，此之謂斷代式創(chuàng)新,。“立地”和“主流”則對研究方向的實用性提出了更高的要求,。人的社會屬性決定了其所作所為不可能脫離現(xiàn)實生活,，因此高懸云端的科研成果最終需要“落地”，在千家萬戶生根,。
僅是確定這個“頂天立地,、面向主流”的研究方向，魏少軍及其團隊就花了三年時間,。從學術層面講,，芯片小型化有其物理和經濟極限，且現(xiàn)有的芯片在計算效率,、功耗和靈活性方面存在固有的缺陷,。所以，架構創(chuàng)新可能是實現(xiàn)芯片智能化的唯一途徑,。從產業(yè)層面講,，當集成電路沿著摩爾定律指示的趨勢變得越來越精細，研發(fā)成本將成為芯片設計和制造的最大阻力,。此時,，專用芯片已不足以滿足日漸分化的市場需求，架構創(chuàng)新同樣會是突破瓶頸的必要條件,。
魏少軍提出的可重構計算架構（又名“軟件定義芯片”）的原理在于：根據不同的應用或算法來配置硬件資源,，并將不同硬件資源的互連形成一個相對固定的計算通路,，隨后在數據流的驅動下完成計算。通俗來講,，即通過軟件實時,、動態(tài)地定義硬件，更好地適應算法的演進和硬件功能的選擇,，從而把昂貴的研發(fā)費用攤銷到不同的應用中去,。價格降低后，此類芯片可以更容易地被市場接納,，遂得以形成良性循環(huán),。以往很多芯片在能效比和通用性上往往不能兩全，而可重構計算架構試圖實現(xiàn)的,，是接近中央處理器（CPU）的靈活性和專用集成電路（ASIC）的執(zhí)行效率的完美結合,。
魏少軍最初帶領清華團隊展開可重構技術研究時，整個集成電路行業(yè)正處在向納米級邁進的前夜,，既要面對技術突破的重重困難,，更要克服捉襟見肘的人才資源。因此,，在那時提出可重構技術的設想需要極大的定力和勇氣,。
現(xiàn)如今，一方面,，經過團隊多年的努力,，前進道路上的技術難點逐漸得到解決，可重構芯片技術從概念走向成熟,，成為諸多應用領域的重要技術手段,，也逐漸成為當代集成電路設計領域的熱點研究方向。近期,，魏少軍團隊又率先將可重構多模態(tài)智能芯片從實驗室引入市場,，此舉具有無可非議的前瞻性。另一方面,，頂尖人才的培養(yǎng)問題仍然道阻且長。在清華的二十多年,，魏少軍也持續(xù)探索集成電路領域的教學方式,。考慮到微納電子的交叉性和實踐性,，他高度重視學習方法的傳授,，提倡由外部測試引渡內在原理。他將大部分思考的權力交由學生,，給學生以必要的支持和適當的指導,。他主張校園為社會提供具有深厚學科基礎素質的學子，社會再將學生身上的“校園氣”打磨成運籌千里的卓識。唯有如此,，方可鑄成科研需要的高層次領軍型人才,。他認為最優(yōu)秀的學者必然會經歷篳路藍縷的跋涉，才能最終登頂,、一覽眾山,。
“學如逆水行舟，不進則退”,，這句話對科學研究來說尤其準確,。“很多人都會想,，逆水行舟太累了,，不如順流而下更輕易?！蔽荷佘娦Φ?，“但其實，越往下游你的勢能越小,，隨之轉化的動能就越小,，你人生發(fā)展的能力便會慢慢減弱?！?/p>
逆行的力量在于“敢為天下先”的勇氣和“經世致用”的理想,。從大唐電信科技產業(yè)集團到清華微電子研究所，魏少軍不斷求索著集成電路領域更多的可能性,。智能卡芯片存儲架構,，使我國企業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了飛躍；基于動態(tài)局部重構機制的芯片安全增強技術,，為芯片硬件安全問題的解決提供了全新思路,；從專用芯片到可變結構通用芯片的架構構想，解決了芯片靈活性與算力的問題,。魏少軍不斷地將科幻變?yōu)楝F(xiàn)實,。如他所言，“每突破一個瓶頸,，你都會看到更廣闊的天地,。”
創(chuàng)造來自智慧,，又滋養(yǎng)了智慧,。魏少軍談起設想中的通用人工智能芯片，如同家長談起自己的孩子：“我們盼望著今后的芯片能夠自己學習,、成長,，實現(xiàn)真正的‘人工智慧’,。”
“去沖擊人生的高度,，也要去做有用的事,。”這是魏少軍給清華學生的寄語,?！绊斕炝⒌兀嫦蛑髁鳌钡目蒲兄?，也正等待著莘莘學子們奔赴,。
