神經網路完成晶片設計僅需幾小時
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來源:科技日報
科技日報北京6月9日電 (記者張夢然)英國《自然》雜誌9日發表一項人工智慧突破性成就,美國科學家團隊報告機器學習工具已可以極大地加速電腦晶片設計。研究顯示,該方法能給出可行的晶片設計,且晶片性能不亞于人類工程師的設計,而整個設計過程只要幾個小時,而不是幾個月,這為今後的每一代電腦晶片設計節省數千小時的人力。這種方法已經被穀歌用來設計下一代人工智慧電腦系統。
不同元件在電腦晶片上的佈局,是決定晶片整體性能的關鍵。設計電腦晶片的物理佈局既複雜又耗時,難度非常大,需要專業人類設計工程師付出大量工作。而儘管已為此進行多年的嘗試,晶片佈局規劃一直都無法實現自動化,需要設計工程師們花費數月的努力才能生產可供規模製造的佈局。
在位於美國加州的穀歌研究院內,人工智慧專家阿澤利亞•米爾侯賽尼、安娜•戈迪耶及其同事最新的研究表明,機器學習工具已經可以用來加速這一名為“佈局規劃”的流程。
研究團隊將晶片佈局規劃設計成一個強化學習問題,並開發了一種能給出可行晶片設計的神經網路。他們訓練了一個強化學習智慧體,讓這個智慧體把佈局規劃看作一種棋盤遊戲:元件是“棋子”,放置元件的畫布是“棋盤”,“獲勝結果”則是根據一系列評估指標評出的最優性能(評估基於一個包含1萬例晶片佈局的參考資料集)。
研究人員指出,這種方法能在6小時內設計出與人類專家不相上下或是更好的可行晶片佈局,有望為今後的每一代電腦晶片設計節省數千小時的人力。
美國加州大學聖達戈分校科學家安德魯•康在一篇同時發表的新聞與觀點文章中寫道,“開發出比當前方法更好、更快、更省錢的自動化晶片設計方法,有助於延續晶片技術的‘摩爾定律’”。這裡的摩爾定律,是指每塊晶片的元件數量大約每兩年會翻一番。
安德魯•康同時表示,在這一研究中,團隊展示的佈局規劃方案已經被用來設計穀歌的下一代AI處理器,這也顯示出其設計品質可用於大規模生產。
總編輯圈點
在不到6小時的時間裡,一個深度學習強化方法,可以自動生成晶片設計的所有關鍵指標,包括功耗、性能和晶片面積,且給出的佈局圖都優於或可與人類設計的晶片佈局圖相比肩。這無疑是人工智慧助力人類實現更好、更快、更強目標的範例。有意思的是,這個人工智慧現在又被拿去設計下一代人工智慧,這讓我們看到一種共生關係——更強大的人工智慧設計硬體,正在推動人工智慧的進步。
資料來源:https://finance.sina.com.cn/tech/2021-06-10/doc-ikqciyzi8735268.shtml?cre=tianyi&mod=pcpager_tech&loc=12&r=0&rfunc=42&tj=cxvertical_pc_pager_spt&tr=145
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【SDGs】地方庶民都比你懂電費帳單!臺灣的能源轉型實踐模範「庶民發電學習社區合作社」(05/06/2021 storystudio故事)
人類正站在全球氣候劇烈變遷、自然資源漸枯竭、生物多樣性耗損、疾病頻仍等關鍵十字路口上。為此,2015 年時,聯合國發布了「永續發展目標」(Sustainable Develpoment Goals, SDGs),敦促全世界在 2023 年以前為地球與人類社會努力,邁向永續。百靈佳殷格翰與故事 StoryStduio 攜手響應聯合國 SDGs,用故事來讓 SDGs 在臺灣的發展有根可尋,讓發展被記錄、被看見並可被壯大,與臺灣社會一同實現永續發展。
作者:鹹雜食
聯合國永續發展目標訂定後,三大國際永續發展研究組織共同發表《2050 世界願景 (The World in 2050, TWI2050)》,根據《TWI2050》,國家要落實永續發展目標,需進行六大轉型,其中,加速能源系統去碳化,提供眾人潔淨與可負擔的能源是永續轉型關鍵之一,也就是臺灣政府宣示要進行的「能源轉型」。
即將來臨的夏季是臺灣的用電高峰之季,每到此時能源的議題總不時浮上新聞版面,但大多停留在「電費會不會漲價」、「會不會缺電」的表面層次。民眾儘管關心電費會不會漲,許多人卻連電費帳單也看不懂,在電子化的時代,以扣繳方式付款的人甚至很可能根本沒看過電費單;人們擔心是否缺電,許多人卻連臺灣目前的發電比重為何也說不清。
然而,有一群地方的「庶民」,他們從看懂無足輕重的電費單做起、到實際走訪臺灣所有電力設施,瞭解發電比重,甚至經營一座公民電場──他們是三重蘆狄社區的「庶民發電學習社區合作社」(下稱「合作社」)。
從無感到凝聚共同理念,始於公民參與經驗
”我這個歐巴桑以前覺得按一下開關,電就會來,參與後才發覺有的電已經危害到我們和下一代的生活,像是空氣汙染,我的孫子都有過敏體質。“ 合作社理事李麗卿坦言。
蘆狄社區居民與能源的緣分,始於 2015 年新北市經發局所舉辦的「節電參與式預算」。不同於過往由政府機關擬定政策,參與式預算讓民眾自己提案預算,自己的花費自己訂。主持此計劃的蘆狄社大積極鼓勵社區居民,包括在地攤商、新住民、甚至高中生依照自身經驗提出能運用在自己生活的節電提案,還規劃許多貼近生活的能源課程,「看懂電費單」就是他們進入能源世界的第一張門票。
貼近生活的開放式參與,成功吸引了社區民眾的注意以及投入,更開啟了他們對能源及公共參與的想像,也讓居民從無感到主動持續地學習。此後,社大還舉辦多次的「能源旅行」,帶著居民全臺走透透參觀各式發電設施,「我們參觀了差不多一百多種喔!」李麗卿驕傲的說。
參訪各地的能源廠區、社區公民電廠以及能源選址地點,再再都讓居民的親眼所見,成為紮紮實有感的學習體驗。後來,社大更成立「蘆荻社區光電特工隊」太陽能工班,計劃培養「社區內的光電醫生」。
一名學員在培訓後,直接在合作社的太陽能案場運用所學,準確地指出太陽能工程鋼構方向的問題,及時挽救了案場往後二十年的發電效率。這些學習經驗讓社區民眾漸漸凝聚共識,認為環境和能源議題至關重要,需要他們行動起來,促進改變。
能源轉型是國際趨勢,也是各國的功課
他們所期望的改變,正與「SDGs(Sustainable Development Goals,永續發展目標)」中的第 7 項不謀而合:「確保人人都能享有可負擔、穩定、永續及現代的能源。」
SDGs 是 2015 年的聯合國大會中提出的 17 項永續發展目標。這些目標觸及社會經濟、生態環境以及公共治理,呼籲跨領域的整合,也強調國家、組織、企業與公民等不同角色投入形成同盟夥伴,系統性的思考社會問題,並共同配合改進。
然而,回顧臺灣的能源轉型歷程,臺灣的能源改革並未與 SDGs 同步啟動,而是在 2016 年總統大選期間才做為政策內涵被候選人提及。因為牽涉到政治,在許多民眾的腦海中卻可能只剩下核能爭議的印象。然而,能源牽涉到民眾生活的許多面向,過度簡化的理解對於長遠的發展並非好事。
臺灣目前主要的發電來源是燃煤,是臺灣所有發電中造成最嚴重空氣汙染的發電方式。此外,發電次高者是燃氣,第三則是核能[1],三種主要能源的原料都仰賴進口,根據經濟部能源局的統計,臺灣 2020 年的進口能源依存度高達97.55%。我們日常中看似稀鬆平常的電力隱藏著不安的陰霾,亟待轉型。
如何平衡能源、土地以及環境?
政府於 2017 年核定「能源發展綱領」修正案,提出 2025 年達到再生能源佔比 20%以及「核電歸零」的政策目標,期望以永續乾淨的能源,取代不安定的燃煤以及核能。
事實上,臺灣推動再生能源有許多有利因素。首先,台灣環境規劃協會的理事長趙家緯表示,再生能源政策目標明確,吸引大量國內外資金投入綠能產業,也促成國內高耗能產業積極的投資,2019 年的綠能投資量甚至衝到全球第五;而臺灣的硬體高科技製造業非常發達,原本就是太陽能面板的前三大生產國,能夠迅速因應國內遽增的設備需求。最後,臺灣還有活力十足的社會參與力量,能夠推動政府有效修正其政策方向。
臺灣太陽光電的發展就有賴這些力量推動前行。地處亞熱帶、太陽能板生產力高、建置成本相對低廉、汰換回收的殘值高達 90%,這些都是臺灣適合開發太陽光電的條件。但光電卻有一項致命的缺點,那就是需要大量空間,很容易壓縮其他的土地使用權,甚至危害環境生態。
地價低廉的漁農地成為許多光電開發案標的,引發農地壓縮破碎化、環境破壞以及基層農民無法受惠的爭議;臺東知本溼地原本預計成為臺灣最大的光電案場,但經由部落民眾以及公民團體的抗爭以及法律維權,最終由法院裁定停止執行;苗栗石虎棲息的山坡保留地,光電開發案的抗爭也仍在進行中……。這類的「綠色衝突」層出不窮。
趙家緯說明,2015 年政府評估太陽光電開發潛力時,並未考慮到公民參與的的力量以及工業廠房的潛力,因此在太陽能的規劃中,屋頂型光電只佔了 15%。在政策壓力下,土地需求就造成許多有爭議的開發案件。
共學讓能源轉型也能很庶民
工業以及都市住宅要用電,卻要犧牲農地或是自然環境,種種的不合理激起蘆荻社大學員的思考以及討論。「土地沒辦法進口。好好的農地不種田,好好的魚塭不養魚,都算是亂象。」合作社的理事柯麟耀皺眉說道。他們觀察,雖然臺灣土地有限,但是都市屋頂是閒置空間,經由妥善利用能夠發揮更多效益。
這群庶民的特色就是知行合一,他們決定發展屋頂型的太陽光電公民電廠。結合了生產力、人的聚集以及票票等值的合作社特性,是他們組織型態的首選。因此,2019 年 3 月,庶民發電學習社區合作社正式成立。
在試算太陽能的發電效率以及會員的報酬後,合作社將股價訂在一股五千元。但是大多數的社員都認為這筆錢是共學的學費,反而不期待賺大錢。
開發案場的流程他們也當作是共學的過程,與居民溝通、尋找及評估案場,以及申請政府批准等,他們全部都堅持自己來。除了爬遍新北市二十幾座屋頂,跑公文也花了半年的時間,途中更遭受臺電的質疑,直接請專業廠商代為洽談不是更容易嗎?
案場的屋主也是他們共學的夥伴。除了充分與屋主溝通理念,也希望盡可能滿足屋主多元的生活需求,增強人與太陽能的互動關係。目前三個案場都因此有多元的嘗試。在林口的案場,他們另外架設了自發自用的小型太陽能板,讓屋主能夠自行生產部分的家戶用電;宜蘭的案場沒有蓋滿而空出了一條走道,讓屋主在晴天時能夠推出自製的欄杆推車曬棉被,雨天時就讓太陽能板成為遮雨棚;鷺江國小的案場則規劃成為社區的能源學習場地。
合作社相信,盡可能增加能源的互動以及親近感,能讓人對於自己的能源用電更有意識,也讓他們更願意學習理解,進而有所行動。
為此,合作社在 2020 年中成立「歐巴桑講師團」,在兩個月內走遍了新北市的 11 個社區,充分發揮自己身為「庶民」的親近性,以及曾經與聽眾在同一個位置上的經驗。
「我們的能源課歐巴桑也聽得懂,因為我們就是歐巴桑。他們曾經也是我們。」柯麟耀驕傲的說。因為親近,讓聽眾更願意與他們互動提問,也更有學習效果。這些經驗讓合作社認為,連結庶民經驗的學習,才會真正有作用,而這是目前政府在能源教育推廣方面仍需加強的一塊。
臺灣能源教育學習的模範
長久以來,臺灣關於能源的主流討論,都圍繞著核能、核四廠這類高度政治兩極化的議題。簡化為意識形態的對立,無助於真正改善臺灣的能源環境。讓基層的一般民眾更了解相關討論,甚或能夠參與討論,才真正能夠促進有效溝通,達成共識。趙家緯認為庶民發電合作社是很好的範例,讓臺灣推動能源教育有更具體的想像。
蘆荻社區中心執行長莊妙慈則認為:「促進能源轉型的關鍵還是庶民。」再好的政策如果沒有民眾的認同,當政黨輪替或是換了不同想法的上位者,很可能進度又會停滯不前,幾年來好不容易打好的基礎就浪費了。
如今合作社成立已經滿兩年,共吸納了近 70 名社員,也開發了三個小型的案場,不過目前合作社的案場規模都相當小,總共僅有不到 55 千瓦的發電量,而合作社本身的人力以及資金也不充裕。與許多其他公民電廠不同,目前合作社的資金都是社員的股金,並未另外融資。
案場貼近社區的在地性,也確保他們與案場的關係不僅止於資金與收益,更是生活中的一部份。執行長莊妙慈認為,合作社的下一步,就是要決定公民電廠的基本精神,是否該堅持小規模、社區與親近的特性。教育與共學仍然是大部分社員的共識,但是否在教育之餘擴大規模投資,是他們仍在討論的題目。
從零開始的合作社,走到如今,不僅是依靠一腔熱血,還有賴社員持續的溝通以及實踐。只要持續發揮開放以及學習的心態,合作社想必也能夠找到最適合自己的庶民步調,繼續朝他們理想的能源願景前進。
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