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深藍(lán)
來源:互聯(lián)網(wǎng)

深藍(lán)(Deep Blue)是IBM公司在20世紀(jì)90年代初設(shè)計的國際象棋電腦,歷史上第一個成功在標(biāo)準(zhǔn)國際象棋比賽中打敗衛(wèi)冕世界冠軍的計算機(jī)系統(tǒng)。

1996年2月,深藍(lán)在與俄羅斯國際象棋特級大師加里·卡斯帕羅夫對弈的六盤棋中,最終得分為4:2,卡斯帕羅夫獲勝。1997年5月,改進(jìn)后的深藍(lán)再次對戰(zhàn)加里·卡斯帕羅夫,并在決定性的第六局中以19步速勝,最終以3.5:2.5的總比分(兩勝三平)獲勝。這標(biāo)志著象棋世界冠軍首次在錦標(biāo)賽條件下輸給計算機(jī)。

深藍(lán)重量達(dá)1.4噸,有32個節(jié)點,每個節(jié)點有8塊專門為進(jìn)行國際象棋對弈設(shè)計的處理器,總計256塊處理器集成在IBM研制的S/6000SP并行計算系統(tǒng)中,平均運算速度為每秒200萬步。深藍(lán)的下棋程式以c語言寫成,運行IBM AIX操作系統(tǒng)。1997年版本的深藍(lán)運算速度為每秒2億步棋,是其1996年版本的2倍。1997年6月,深藍(lán)在世界超級電腦中排名第259位,計算能力為每秒113.8億次浮點運算。深藍(lán)的勝利標(biāo)志著人類在智能領(lǐng)域的一次巨大飛躍。

研發(fā)背景

深藍(lán)由IBM的一群工程師和人工智能專家設(shè)計,是一個包括許峰雄、默里·坎貝爾等人在內(nèi)的團(tuán)隊的心血結(jié)晶。

卡耐基·梅隆大學(xué),許峰雄“認(rèn)識”了另一臺名叫“Hitech”的弈棋計算機(jī),這位機(jī)器棋手的能力不錯,但也只“相當(dāng)于業(yè)余級別的棋手”。一個偶然的機(jī)會,Hitech研究組的一位成員請許峰雄幫著復(fù)查這臺機(jī)器,期間遇到的問題卻使許峰雄欲罷不能,此后,他幾乎把所有的心力都投入到對這一領(lǐng)域技術(shù)的探索中。

1985年,許峰雄研制出了一個能夠計算出棋路的“ChipTest”——這個研究成果使許峰雄和他的同伴贏得了1987年美國計算機(jī)協(xié)會組織的計算機(jī)博弈錦標(biāo)賽以及持續(xù)研發(fā)的寶貴資金——但另一方面,他也很清楚:應(yīng)用該芯片的計算機(jī)還稱不上是真正意義的“象棋電腦”,而僅僅是在他所設(shè)計的“象棋芯片”之上構(gòu)建而成的模型機(jī)。這部機(jī)器的能力遠(yuǎn)不足以挑戰(zhàn)真正的人類高手。

1988年,許峰雄與他的合作者成功地研制出“智慧”更深邃、“思維”更敏捷的“深思”(Deep Thought)。“深思”的集成電路板上配有200塊芯片和兩顆處理器,每秒鐘能夠分析70萬個棋位或“想”出10步的棋著,其戰(zhàn)力大體相當(dāng)于一位級別稍低的國際象棋大師——也就是在這一年,IBM盯上了已獲得博士學(xué)位的許峰雄和他的研究成果。

“深思”出手不凡。就在它誕生的這一年,便因首次戰(zhàn)勝人類特級大師本特·拉爾森而聲名大噪,并由此成為有史以來第一臺國際象棋大師級計算機(jī)。1989年10月,能夠在一秒鐘內(nèi)分析200萬個棋位的6處理器版“深思”與加里·卡斯帕羅夫大戰(zhàn)兩個回合,但“深思”都落敗。1997年,IBM開發(fā)的"深藍(lán)"人工智能軟件擊敗國際象棋世界冠軍加里·卡斯帕羅夫,這一事件表明計算機(jī)在需要復(fù)雜推理和戰(zhàn)略思維的任務(wù)上已能勝過人類,成為人工智能發(fā)展的重要里程碑。

對戰(zhàn)改進(jìn)

1995年,許峰雄研究出了后來為“深藍(lán)”所采用的芯片;次年,一臺全新的超級電腦在許峰雄、莫里·坎貝爾(Murray Campbell)、喬·赫內(nèi)(Joe Hoane)的努力下誕生,出于企業(yè)形象展示的考慮,IBM給這臺超級計算機(jī)起名為“深藍(lán)”。

1996年2月,卡斯帕羅夫在美國費城與新的機(jī)器對手再度交鋒。“有史以來最偉大的棋手”再次用勝利捍衛(wèi)了榮譽——六局對抗,“深藍(lán)”1勝2平3負(fù)。接下來的一年里,許峰雄和同事們決意將“深藍(lán)”再加改造,把它變成速度更快、棋力更高、性能更強的超級“深藍(lán)”——他們不僅提升了機(jī)器的運算能力,使之能在每秒鐘分析2億步棋,還改善了象棋芯片,豐富了系統(tǒng)的象棋知識,使它能夠識別不同的棋局,同時對象棋概念有更好的理解。這些芯片能夠從眾多可能性中為不同局勢找出最佳棋步。此外,IBM在許峰雄及同事們的建議下,邀請到了四位國際象棋特級大師做“深藍(lán)”的“師父”和“陪練”,不斷修改完善“深藍(lán)”的棋路缺陷。

1997年復(fù)賽中,美國IBM公司的“深藍(lán)”超級計算機(jī)以2勝1負(fù)3平戰(zhàn)勝了當(dāng)時世界排名第一的國際象棋大師加里·卡斯帕羅夫(Garry Kasparov)。比賽中,第二局的完敗讓卡斯帕羅夫深受打擊,他的斗志和體力在隨后3局被拖垮,在決勝局中僅19步就宣布放棄。深藍(lán)的獲勝標(biāo)志著象棋世界冠軍首次在錦標(biāo)賽條件下輸給計算機(jī)。之后IBM拒絕了卡斯帕羅夫的再戰(zhàn)請求,拆卸了“深藍(lán)”?!吧钏{(lán)”的一半捐給了位于華盛頓哥倫比亞特區(qū)的Smithsonian博物館,另一半則作為資料在IBM保存。

配置規(guī)格

概述

“深藍(lán)”,是一臺IBMRS/6000SP32節(jié)點的計算機(jī),運行著當(dāng)時最優(yōu)秀的商業(yè)UNIX操作系統(tǒng)——“大I”的AIX。它的設(shè)計思想,著重于如何發(fā)揮大規(guī)模的并行計算技術(shù)。

深藍(lán)重1270公斤,有32個大腦(微處理器),每秒鐘可以計算2億步?!吧钏{(lán)”的運算能力當(dāng)時在全球超級計算機(jī)中居第259位,“深藍(lán)”,主要依靠強大的計算能力窮舉所有路數(shù)來選擇最佳策略。

深藍(lán)的缺陷是沒有直覺,不能進(jìn)行真正的思考。但是比賽過程表明,“深藍(lán)”無窮無盡的計算能力在很大程度上彌補了這些缺陷,建基于RS/6000SP,另加上480顆特別制造的VLSI象棋芯片。下棋程式以c語言寫成,運行IBM AIX操作系統(tǒng)。1997年版本的深藍(lán)運算速度為每秒2億步棋,是其1996年版本的2倍。1997年6月,深藍(lán)在世界超級電腦中排名第259位,計算能力為每秒113.8億次浮點運算。

硬件配置

采用PSSC超級芯片,擁有超強計算能力

POWER是Power Optimization With EnhancedRISC的縮寫,是IBM的很多服務(wù)器、工作站超級計算機(jī)的主要處理器。POWER芯片起源于801CPU,是第二代RISC處理器。POWER芯片在1990年被RS或RISC System/6000UNIX工作站(現(xiàn)在稱為eServer和pSeries)采用。

801的設(shè)計非常簡單。但是由于所有的指令都必須在一個時鐘周期內(nèi)完成,因此其浮點運算和超量計算(并行處理)能力很差。功率體系結(jié)構(gòu)就著重于解決這個問題。

其中,POWER2芯片發(fā)布于1993年,一直使用到1998年:每個芯片中集成了1500萬個晶體管。POWER2芯片中新加了第二個浮點處理單元(FPU)和更多緩存。PSSC超級芯片是POWER2這種8芯片體系結(jié)構(gòu)的一種單片實現(xiàn),正是使用這種芯片配置的32節(jié)點的IBM深藍(lán)超級計算機(jī),還增加配備了480個特別設(shè)計的VLSI國際象棋芯片,這是加速國際象棋移動計算和快速評估位置的關(guān)鍵。

運行系統(tǒng)

運行“大I”系統(tǒng),穩(wěn)定、高效易于擴(kuò)展

20世紀(jì)80年代初,面對高速成長的IT市場,信息產(chǎn)業(yè)中的計算機(jī)廠商們,為了追求產(chǎn)品的差異化和附加價值,紛紛改進(jìn)unix,派生出了多種商業(yè)UNIX版本,全面打響了UNIX市場爭奪戰(zhàn)。

1982年,以工作站起家的“徐熙媛”登上了歷史舞臺。從UNIX操作系統(tǒng)衍生版本的推出,到Java編程語言JBoss(Java2 Enerprise Edition)應(yīng)用平臺的推出,“大S”極大的促進(jìn)了商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)。經(jīng)過不斷的更新完善,公司的Solaris操作系統(tǒng)取得了長足發(fā)展,可以廣泛支持基于UNIX的商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。同時,穩(wěn)固的市場占有率、及時的研發(fā)投入、訓(xùn)練有素的員工、優(yōu)秀的業(yè)務(wù)咨詢,使“大S”取得了光輝的市場業(yè)績,成為最具活力的unix商業(yè)廠家。然而,作為最有前途的商業(yè)UNIX版本之一,Solaris本身所帶標(biāo)準(zhǔn)軟件貧乏,其可選軟件包又非常昂貴,這成為影響公司日后發(fā)展的一大弊病。

1986年1月,“大I”公司的IBM AIX操作系統(tǒng)誕生。從此,它肩負(fù)起了打造UNIX服務(wù)器系統(tǒng)平臺的重任,也成為“大I”公司進(jìn)入開放系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)世界的催化劑。隨著AIX版本的不斷升級,它逐步實現(xiàn)了對Java2版本的支持,并提供改進(jìn)的負(fù)載管理應(yīng)用工具,在商業(yè)應(yīng)用和政府部門中大顯身手。同時,AIX在安全性方面的表現(xiàn)也有口皆碑,AIX4.3成為第一個獲得美國國家安全局TCSECC2認(rèn)證和德國信息技術(shù)安全局E3F-C2認(rèn)證的64位unix系統(tǒng),在UNIX領(lǐng)域的市場表現(xiàn)不同凡響。與“徐熙媛”公司的Solaris相比,IBM AIX擁有眾多的數(shù)據(jù)庫和開發(fā)工具,用戶除了可選用已有的應(yīng)用軟件外,還可以根據(jù)各自的需要進(jìn)行開發(fā),這是“大I”公司的一大領(lǐng)先優(yōu)勢,也是推動其日后持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。

“深藍(lán)”計算機(jī),正是運行了商業(yè)UNIX操作系統(tǒng)——“大I”的AIX,戰(zhàn)勝了當(dāng)時的國際象棋世界冠軍。

影響意義

計算機(jī)博弈研究

“深藍(lán)”開辟了機(jī)器棋手戰(zhàn)勝世界棋王的歷史。是許峰雄和他的同事們締造并見證了,“計算機(jī)博弈”研究其實是對計算機(jī)處理能力的“極限”的不斷挑戰(zhàn)。另一方面,一些學(xué)者還認(rèn)為“計算機(jī)博弈”與人工智能(AI)技術(shù)殊途同歸。計算機(jī)邏輯和AI研究的奠基人阿倫·圖靈曾于1950年提出著名的“圖靈測試”——在其里程碑式的論文《電腦能思考嗎?》中,艾倫·麥席森·圖靈提出,在不知情的條件下,通過某種特殊的方式,一個人與一臺機(jī)器相互問答,假若在相當(dāng)長的時間內(nèi)這個人分辨不出與之交流的對象是人還是機(jī)器,那么這臺機(jī)器便可認(rèn)為是能思考的。圖靈甚至預(yù)言,到20世紀(jì)末,一定會有機(jī)器能夠通過“圖靈測試”;于是,自那以后的半個世紀(jì),數(shù)以萬計的科學(xué)家因循著各異的途徑,期望設(shè)計出可通過“圖靈測試”的機(jī)器——對“計算機(jī)博弈”的相關(guān)研究亦不脫這一范疇。

人工智能發(fā)展

深藍(lán)的成功是人工智能領(lǐng)域的一項重大成就,展示了計算機(jī)在解決復(fù)雜的智力任務(wù)方面的潛力,并激發(fā)了該領(lǐng)域進(jìn)一步的興趣和研究。深藍(lán)的勝利產(chǎn)生了持久的影響,影響了人工智能在各個領(lǐng)域的發(fā)展,從戰(zhàn)略游戲到金融和醫(yī)療等行業(yè)的復(fù)雜問題解決應(yīng)用。深藍(lán)的勝利,就像古代人類第一次用火烹飪食物,標(biāo)志著人類在智能領(lǐng)域的一次巨大飛躍。

相關(guān)發(fā)展

浪潮天梭

2006年,“浪潮杯”首屆中國象棋人機(jī)大戰(zhàn)中,5位中國象棋特級大師最終敗在超級計算機(jī)浪潮天梭手下。中國人發(fā)明的這項充滿東方智慧的模擬戰(zhàn)爭游戲,被中國超級計算機(jī)獨占鰲頭。

浪潮天梭在比賽中,同時迎戰(zhàn)柳大華、張強、汪洋、徐天紅、樸風(fēng)波5位大師。在2局制的博弈中,浪潮天梭以平均每步棋27秒的速度,每步66萬億次的棋位分析與檢索能力,最終以11:9的總比分險勝。

沃森智能問答

2011年,“深藍(lán)”的同門師弟“沃森”在美國老牌智力問答節(jié)目《危險邊緣》中挑戰(zhàn)兩位人類冠軍。《危險邊緣》以答案的形式給出線索,如“小時候砍了櫻桃樹”,選手需要以問題作答,如“是喬治·華盛頓嗎”。

參賽者需要大量歷史、文學(xué)、政治、科學(xué)及流行文化知識,還需要解析隱晦含義和謎語等。雖然比賽時不能接入互聯(lián)網(wǎng)搜索,但“沃森”存儲了2億頁的數(shù)據(jù),包括各種百科全書、詞典、新聞、甚至維基百科的全部內(nèi)容?!拔稚笨梢栽?秒內(nèi)檢索數(shù)百萬條信息并以人類語言輸出答案,還能分析題目線索中的微妙含義、諷刺口吻及謎語等?!拔稚边€能根據(jù)比賽獎金的數(shù)額、自己比對手落后或領(lǐng)先的情況、自己擅長的題目領(lǐng)域來選擇是否要搶答某一個問題。“沃森”最終輕松戰(zhàn)勝兩位人類冠軍,展示出的自然語言理解能力一直是人工智能界的重點課題。

阿爾法圍棋

2016年1月,美國谷歌旗下的人工智能公司“深度思維”在《自然》雜志上報告說,該公司研發(fā)的“AlphaGo Zero”人工智能程序去年10月以5:0戰(zhàn)勝歐洲圍棋冠軍樊麾,這是人工智能程序首次在不讓子的情況下戰(zhàn)勝人類圍棋選手。

“阿爾法圍棋”的核心系統(tǒng)屬于時下最火的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí):模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過大量數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)了3000萬步的職業(yè)棋手棋譜,再通過增強學(xué)習(xí)的方法自我博弈,尋找比基礎(chǔ)棋譜更多的打點來擊敗人類?!鞍柗▏濉蓖ㄟ^策略網(wǎng)絡(luò)和價值網(wǎng)絡(luò)來決定棋路,不去計算每一步的可能性,頗有人類棋手“我感覺這樣會贏”的味道。

參考資料 >

人機(jī)大戰(zhàn)回顧:IBM“深藍(lán)”戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍.新浪科技.2025-05-12

ai-glossary/deep-blue.allaboutai.com.2025-05-12

CAA | 科普:“更深的藍(lán)”戰(zhàn)勝了什么?.微信公眾平臺.2025-05-13

史上今日:1997年5月11日 “深藍(lán)”擊敗世界棋王.科普中國網(wǎng).2025-05-13

請完成下方驗證后繼續(xù)操作.百家號.2025-05-13

許峰雄:“深藍(lán)”背后的“瘋狂”英雄.新浪科技.2025-05-13

“AI”的由來與前景.陜西網(wǎng).2025-12-02

從“深藍(lán)”到AlphaGo:那些年,那四場劃時代人機(jī)大戰(zhàn).澎湃新聞.2025-05-12

盤點人機(jī)大戰(zhàn):電腦預(yù)判超世界冠軍 多人難抗衡.中國新聞網(wǎng).2025-05-13

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