【圖解】人工智慧發展80年,十大里程碑推動今日AI!未來發展命繫哪3支柱?
【圖解】人工智慧發展80年,十大里程碑推動今日AI!未來發展命繫哪3支柱?

自從ChatGPT問世後,造成人工智慧(AI)題材暴紅,加上輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳對ChatGPT的追捧,稱ChatGPT的問世,是開啟人工智慧的轉折點,宛如iPhone開啟智慧型手機時代的轉折點般。

ChatGPT是「大型語言模型」(large language model,LLM)的人工智慧,獲得成功後,全球各大公司紛紛推出它們的人工智慧解決方案,從Google、Meta、亞馬遜等,到中國的百度、阿里巴巴、華為等,以及許許多多較不知名的公司以及新創公司也熱情投入,瞬間人工智慧成為全球科技界的顯學。

這其中獲益最大、最明顯的是提供人工智慧運算解決方案的輝達。輝達的A100、H100晶片供不應求,訂單排到一年之後。輝達股價大漲,市值超過1兆美元、達1.13兆美元(依7月26日收盤價),是全球市值第六大的公司。

人工智慧80年大回顧!2張圖看懂發展史

回顧人工智慧的發展史,可溯源到1946年美國賓州大學(University of Pennsylvania)發表人類第一台電腦ENIAC開始。有了電腦,才可能利用電腦的運算能力,開發出人工智慧。隨著電腦科技的進步,電腦運算能力大幅提升,人工智慧方有可能實現。

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圖/ 數位時代

1956年,美國達特茅斯學院(Dartmouth College)舉辦人工智慧會議,包括麻省理工學院教授明斯基(Marvin Minsky)、達特茅斯學院數學系助理教授麥卡錫(John McCarthy)等多位專家學者,在會議中確認「人工智慧」(Artificial Intelligence, AI)名稱及其應用,這一年被視為人工智慧元年。

隨著電腦科技的進步,電腦運算能力及功能愈來愈強,利用電腦解決複雜問題的能力愈來愈強,這彷彿是電腦具有人工智慧的能力般。

1980年代的專家系統(expert system),是人工智慧跨出的一大步。專家系統針對特定的問題,將事先準備的應對方式資料,輸入電腦內。使用者對電腦提出問題,電腦會從原來已準備的答案中,挑出適當的答案回答,宛如專家般。

人工智慧發展三本柱之一:高效能的運算力

1997年第一次電腦贏人類!還記得西洋棋賽的IBM深藍嗎?

1997年5月,IBM的「深藍」(Deep Blue)超級電腦,擊敗世界西洋棋冠軍卡斯巴洛夫(Garry Kasparov),這是深藍與卡斯巴洛夫的第二次對決。1996年2月,深藍首度挑戰卡斯巴洛夫不幸落敗,隔年再度對弈終於取勝。

深藍的主要研究者,是台大電機畢業的許峰雄博士。他在美國卡內基梅隆(Carnegie Mellon University)大學讀博士時,開發可以下西洋棋的超級電腦,他開發的第一台電腦,取名為「晶片測試」(ChipTest),這台電腦贏得1987年的北美電腦西洋棋冠軍賽。許博士之後又研製另一台超級電腦,取名「沉思」(Deep Thought),1989年許博士加入IBM,繼續超級電腦研究。

深藍是平行運算的電腦系統,運算能力很強,1997年版本的深藍,運算能力達11.38 gigaflops/秒,每秒可推算2億步棋。

現在全球第一名的超級電腦Frontier,運算能力達1,194 petaflops/秒。Peta為1,015而giga為109,peta是giga的10萬倍,今日超級電腦的運算能力,是深藍的1,000萬倍左右,電腦運算能力進步十分神速,成為人工智慧能夠長足進步的重要支柱。

人工智慧發展三本柱之二:卓越的演算法

2000年左右,「機器學習」(Machine Learning)成為人工智慧演算法的重要理論。

2006年被許多人尊稱為人工智慧之父的辛頓(Geoffrey Hinto)提出「類神經網路」(Neural Network, NN)的學習訓練方法,這是機器學習的一種,可歸類為深度學習(Deep learning)。深度學習主要的特徵是「多層次」的「機器學習」,以類似人類神經網路的多節點方式,訓練輸入的資料。

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圖/ 數位時代

憑著CUDA,輝達的GPU可進行科學運算,更可以加速人工智慧演算

2007年,輝達推出CUDA(Compute Unified Device Architecture),這是軟硬體的整合技術,透過CUDA可將輝達的繪圖晶片(輝達將之改稱為GPU)做圖形處理以外的運算。

GPU不僅可用於圖形影像處理,也適合做「平行運算」,透過CUDA平台,可以將GPU運用於深度學習。不過CUDA剛推出時,沒有受到業界的重視,輝達堅持持續支援開發CUDA平台。

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輝達透過CUDA平台,可以將GPU運用於深度學習。

2012年辛頓及他的學生共同發表AlexNet,這是一個卷積神經網路(Convolutional Neural Network,CNN),適合做圖形辨識。AlexNet使用GPU在CUDA平台上訓練圖形辨識。2012年9月底,AlexNet參加「ImageNet大規模視覺辨識挑戰賽」獲得第一名,辨認錯誤率較第二名低10.8個百分點。

CPU+CUDA的組合,成為「深度學習訓練」的最佳選擇。輝達推出CUDA的5年後,終於獲得大家的重視,成為人工智慧的最佳解決方案。

2016年電腦再度贏人類!AlphaGo打敗韓國棋士李世乭

2014年,Google的DeepMind團隊結合「深度學習」及「行為主義」的增強式學習,打造出人工智慧圍棋軟體AlphaGo,於2016年打敗韓國棋士李世乭,2017年戰勝當時世界第一的棋士柯潔,人工智慧受到大家的矚目。

自CUDA獲得業界的認可後,輝達的GPU及CUDA開始被導入各行各業,創造出很多「聰明」的應用。

例如在醫學方面,訓練辨識「視網膜相片」,以「人工智慧」辨識出視網膜發生病變的相片。由於建置費用不高,輝達的人工智慧解決方案,已經進入工業、商業、醫學等,各行各業的特殊應用。

ChatGPT的驚人表現與橫空出世,預示人工智慧仍屬萌芽期

2022年11月底,美國OpenAI公司推出ChatGPT聊天機器人,瞬間暴紅,推出後短短2個月,活躍用戶數就超過1億人。

ChatGPT是大型自然語言模型的產物,透過巨量的文本資料,預先訓練(深度學習)加上「微調」,然後產生一套規模宏大的模型參數,以類神經網路的方式,構成的人工智慧聊天機器人。

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ChatGPT推出後短短2個月,活躍用戶數就超過1億人。
圖/ Photo by Mojahid Mottakin on Unsplash

ChatGPT問世後,人工智慧成為顯學,瞬間大家的焦點皆集中在人工智慧的發展上,輝達成為當紅炸子雞,A100、H100 GPU供不應求,股價暴漲。

從宏觀的角度來看,目前人工智慧仍處於技術的「萌芽期」,還有一段很長的路及很大空間待發展。

以目前人工智慧發展的狀況來看,人工智慧科技主要仰賴「高效能運算力」、「卓越演算法」以及「大數據」三大支柱。

輝達在高效能運算方面拔得頭籌,不過超微(AMD)、英特爾(Intel)等也急起直追。除此之外,Google、微軟(Microsoft)、Meta、亞馬遜(Amazon)等公司,也紛紛開發自己的晶片。眾多公司加入人工智慧晶片的開發,可期待將來人工智慧的可以持續快速發展。

演算法方面,目前有許多開放的資源,如Transformer模型等,隨著新的應用不斷地發展,各公司會開發出各種不同新的演算法,人工智慧的應用會更加進步。

人工智慧發展三本柱之三:大數據

目前人工智慧主要是架構在深度學習上,訓練用的數據,是人工智慧致勝的關鍵。擁有大數據的公司,在將來人工智慧市場的競爭,會有很大的優勢。例如「特斯拉」擁有龐大的駕駛地圖資訊,對推出人工智慧自動駕駛,有很大的優勢。

黃仁勳將ChatGPT譽為人工智慧的iPhone,比喻ChatGPT開啟人工智慧的新紀元。人工智慧將不斷地演進,對人類的影響也會愈來愈深遠,讓我們持續關注它的發展。

(觀點文章呈現多元意見,不代表《數位時代》的立場)

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責任編輯:林美欣

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