深蓝

深蓝(Deep Blue)是IBM公司在20世纪90年代初设计的国际象棋电脑。

1996年,深蓝在与俄罗斯国际象棋特级大师加里·卡斯帕罗夫对弈的六盘棋中,赢下了其中一盘。1997年,改进后的深蓝再次对战加里·卡斯帕罗夫,并在决定性的第六局中以19步速胜,最终以3.5:2.5的总比分(两胜三平)获胜。这标志着象棋世界冠军首次在锦标赛条件下输给计算机

深蓝重量达1.4吨,有32个节点,每个节点有8块专门为进行国际象棋对弈设计的处理器,总计256块处理器集成在IBM研制的S/6000SP并行计算系统中,平均运算速度为每秒200万步。深蓝的下棋程式以c语言写成,运行IBM AIX操作系统。1997年版本的深蓝运算速度为每秒2亿步棋,是其1996年版本的2倍。1997年6月,深蓝在世界超级电脑中排名第259位,计算能力为11.38gigaflops。深蓝的胜利标志着人类在智能领域的一次巨大飞跃。

研发背景

深蓝由IBM的一群工程师和人工智能专家设计,是一个包括许峰雄、默里·坎贝尔等人在内的团队的心血结晶。

卡耐基·梅隆大学,许峰雄“认识”了另一台名叫“Hitech”的弈棋计算机,这位机器棋手的能力不错,但也只“相当于业余级别的棋手”。一个偶然的机会,Hitech研究组的一位成员请许峰雄帮着复查这台机器,期间遇到的问题却使许峰雄欲罢不能,此后,他几乎把所有的心力都投入到对这一领域技术的探索中。

1985年,许峰雄研制出了一个能够计算出棋路的“ChipTest”——这个研究成果使许峰雄和他的同伴赢得了1987年美国计算机协会组织的计算机博弈锦标赛以及持续研发的宝贵资金——但另一方面,他也很清楚:应用该芯片的计算机还称不上是真正意义的“象棋电脑”,而仅仅是在他所设计的“象棋芯片”之上构建而成的模型机。这部机器的能力远不足以挑战真正的人类高手。

1988年,许峰雄与他的合作者成功地研制出“智慧”更深邃、“思维”更敏捷的“深思”(Deep Thought)。“深思”的集成电路板上配有200块芯片和两颗处理器,每秒钟能够分析70万个棋位或“想”出10步的棋着,其战力大体相当于一位级别稍低的国际象棋大师——也就是在这一年,IBM盯上了已获得博士学位的许峰雄和他的研究成果。

“深思”出手不凡。就在它诞生的这一年,便因首次战胜人类特级大师本特·拉尔森而声名大噪,并由此成为有史以来第一台国际象棋大师级计算机。1989年10月,能够在一秒钟内分析200万个棋位的6处理器版“深思”与加里·卡斯帕罗夫大战两个回合,但“深思”都落败。

对战改进

1995年,许峰雄研究出了后来为“深蓝”所采用的芯片;次年,一台全新的超级电脑在许峰雄、莫里·坎贝尔(Murray Campbell)、乔·赫内(Joe Hoane)的努力下诞生,出于企业形象展示的考虑,IBM给这台超级计算机起名为“深蓝”。

1996年2月,卡斯帕罗夫在美国费城与新的机器对手再度交锋。“有史以来最伟大的棋手”再次用胜利捍卫了荣誉——六局对抗,“深蓝”1胜2平3负。接下来的一年里,许峰雄和同事们决意将“深蓝”再加改造,把它变成速度更快、棋力更高、性能更强的超级“深蓝”——他们不仅提升了机器的运算能力,使之能在每秒钟分析2亿步棋。此外,IBM在许峰雄及同事们的建议下,邀请到了四位国际象棋特级大师做“深蓝”的“师父”和“陪练”,不断修改完善“深蓝”的棋路缺陷。

1997年复赛中,美国IBM公司的“深蓝”超级计算机以2胜1负3平战胜了当时世界排名第一的国际象棋大师加里·卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)。比赛中,第二局的完败让卡斯帕罗夫深受打击,他的斗志和体力在随后3局被拖垮,在决胜局中仅19步就宣布放弃。深蓝的获胜标志着象棋世界冠军首次在锦标赛条件下输给计算机。之后IBM拒绝了卡斯帕罗夫的再战请求,拆卸了“深蓝”。“深蓝”的一半捐给了位于华盛顿哥伦比亚特区的Smithsonian博物馆,另一半则作为资料在IBM保存。

配置规格

概述

“深蓝”,是一台IBMRS/6000SP32节点的计算机,运行着当时最优秀的商业UNIX操作系统——“大I”的AIX。它的设计思想,着重于如何发挥大规模的并行计算技术。

深蓝重1270公斤,有32个大脑(微处理器),每秒钟可以计算2亿步。“深蓝”的运算能力当时在全球超级计算机中居第259位,“深蓝”,主要依靠强大的计算能力穷举所有路数来选择最佳策略。

深蓝的缺陷是没有直觉,不能进行真正的思考。但是比赛过程表明,“深蓝”无穷无尽的计算能力在很大程度上弥补了这些缺陷,建基于RS/6000SP,另加上480颗特别制造的VLSI象棋芯片。下棋程式以c语言写成,运行IBM AIX操作系统。1997年版本的深蓝运算速度为每秒2亿步棋,是其1996年版本的2倍。1997年6月,深蓝在世界超级电脑中排名第259位,计算能力为11.38gigaflops。

硬件配置

采用PSSC超级芯片,拥有超强计算能力

POWER是Power Optimization With EnhancedRISC的缩写,是IBM的很多服务器、工作站超级计算机的主要处理器。POWER芯片起源于801CPU,是第二代RISC处理器。POWER芯片在1990年被RS或RISC System/6000UNIX工作站(现在称为eServer和pSeries)采用。

801的设计非常简单。但是由于所有的指令都必须在一个时钟周期内完成,因此其浮点运算和超量计算(并行处理)能力很差。功率体系结构就着重于解决这个问题。

其中,POWER2芯片发布于1993年,一直使用到1998年:每个芯片中集成了1500万个晶体管。POWER2芯片中新加了第二个浮点处理单元(FPU)和更多缓存。PSSC超级芯片是POWER2这种8芯片体系结构的一种单片实现,正是使用这种芯片配置的32节点的IBM深蓝超级计算机,还增加配备了480个特别设计的VLSI国际象棋芯片,这是加速国际象棋移动计算和快速评估位置的关键。

运行系统

运行“大I”系统,稳定、高效易于扩展

20世纪80年代初,面对高速成长的IT市场,信息产业中的计算机厂商们,为了追求产品的差异化和附加价值,纷纷改进unix,派生出了多种商业UNIX版本,全面打响了UNIX市场争夺战。

1982年,以工作站起家的“徐熙媛”登上了历史舞台。从UNIX操作系统衍生版本的推出,到Java编程语言JBoss(Java2 Enerprise Edition)应用平台的推出,“大S”极大的促进了商业应用的开发。经过不断的更新完善,公司的Solaris操作系统取得了长足发展,可以广泛支持基于UNIX的商业应用系统。同时,稳固的市场占有率、及时的研发投入、训练有素的员工、优秀的业务咨询,使“大S”取得了光辉的市场业绩,成为最具活力的unix商业厂家。然而,作为最有前途的商业UNIX版本之一,Solaris本身所带标准软件贫乏,其可选软件包又非常昂贵,这成为影响公司日后发展的一大弊病。

1986年1月,“大I”公司的IBM AIX操作系统诞生。从此,它肩负起了打造UNIX服务器系统平台的重任,也成为“大I”公司进入开放系统和标准世界的催化剂。随着AIX版本的不断升级,它逐步实现了对Java2版本的支持,并提供改进的负载管理应用工具,在商业应用和政府部门中大显身手。同时,AIX在安全性方面的表现也有口皆碑,AIX4.3成为第一个获得美国国家安全局TCSECC2认证和德国信息技术安全局E3F-C2认证的64位unix系统,在UNIX领域的市场表现不同凡响。与“徐熙媛”公司的Solaris相比,IBM AIX拥有众多的数据库和开发工具,用户除了可选用已有的应用软件外,还可以根据各自的需要进行开发,这是“大I”公司的一大领先优势,也是推动其日后持续稳定发展的重要因素。

“深蓝”计算机,正是运行了商业UNIX操作系统——“大I”的AIX,战胜了当时的国际象棋世界冠军。

影响意义

计算机博弈研究

“深蓝”开辟了机器棋手战胜世界棋王的历史。是许峰雄和他的同事们缔造并见证了,“计算机博弈”研究其实是对计算机处理能力的“极限”的不断挑战。另一方面,一些学者还认为“计算机博弈”与人工智能(AI)技术殊途同归。计算机逻辑和AI研究的奠基人阿伦·图灵曾于1950年提出著名的“图灵测试”——在其里程碑式的论文《电脑能思考吗?》中,艾伦·麦席森·图灵提出,在不知情的条件下,通过某种特殊的方式,一个人与一台机器相互问答,假若在相当长的时间内这个人分辨不出与之交流的对象是人还是机器,那么这台机器便可认为是能思考的。图灵甚至预言,到20世纪末,一定会有机器能够通过“图灵测试”;于是,自那以后的半个世纪,数以万计的科学家因循着各异的途径,期望设计出可通过“图灵测试”的机器——对“计算机博弈”的相关研究亦不脱这一范畴。

人工智能发展

深蓝的成功是人工智能领域的一项重大成就,展示了计算机在解决复杂的智力任务方面的潜力,并激发了该领域进一步的兴趣和研究。深蓝的胜利产生了持久的影响,影响了人工智能在各个领域的发展,从战略游戏到金融和医疗等行业的复杂问题解决应用。深蓝的胜利,就像古代人类第一次用火烹饪食物,标志着人类在智能领域的一次巨大飞跃。

相关发展

浪潮天梭

2006年,“浪潮杯”首届中国象棋人机大战中,5位中国象棋特级大师最终败在超级计算机浪潮天梭手下。中国人发明的这项充满东方智慧的模拟战争游戏,被中国超级计算机独占鳌头。

浪潮天梭在比赛中,同时迎战柳大华、张强、汪洋徐天红、朴风波5位大师。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66万亿次的棋位分析与检索能力,最终以11:9的总比分险胜。

沃森智能问答

2011年,“深蓝”的同门师弟“沃森”在美国老牌智力问答节目《危险边缘》中挑战两位人类冠军。《危险边缘》以答案的形式给出线索,如“小时候砍了樱桃树”,选手需要以问题作答,如“是乔治·华盛顿吗”。

参赛者需要大量历史、文学、政治、科学及流行文化知识,还需要解析隐晦含义和谜语等。虽然比赛时不能接入互联网搜索,但“沃森”存储了2亿页的数据,包括各种百科全书、词典、新闻、甚至维基百科的全部内容。“沃森”可以在3秒内检索数百万条信息并以人类语言输出答案,还能分析题目线索中的微妙含义、讽刺口吻及谜语等。“沃森”还能根据比赛奖金的数额、自己比对手落后或领先的情况、自己擅长的题目领域来选择是否要抢答某一个问题。“沃森”最终轻松战胜两位人类冠军,展示出的自然语言理解能力一直是人工智能界的重点课题。

阿尔法围棋

2016年1月,美国谷歌旗下的人工智能公司“深度思维”在《自然》杂志上报告说,该公司研发的“AlphaGo Zero”人工智能程序去年10月以5:0战胜欧洲围棋冠军樊麾,这是人工智能程序首次在不让子的情况下战胜人类围棋选手。

“阿尔法围棋”的核心系统属于时下最火的基于神经网络的深度学习:模拟人脑神经网络,通过大量数据分析学习了3000万步的职业棋手棋谱,再通过增强学习的方法自我博弈,寻找比基础棋谱更多的打点来击败人类。“阿尔法围棋”通过策略网络和价值网络来决定棋路,不去计算每一步的可能性,颇有人类棋手“我感觉这样会赢”的味道。

参考资料

Deep-Blue.britannica.2025-05-12

人机大战回顾:IBM“深蓝”战胜国际象棋世界冠军.新浪科技.2025-05-12

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

CAA | 科普:“更深的蓝”战胜了什么?.微信公众平台.2025-05-13

史上今日:1997年5月11日 “深蓝”击败世界棋王.科普中国网.2025-05-13

请完成下方验证后继续操作.百家号.2025-05-13

许峰雄:“深蓝”背后的“疯狂”英雄.新浪科技.2025-05-13

从“深蓝”到AlphaGo:那些年,那四场划时代人机大战.澎湃新闻.2025-05-12

盘点人机大战:电脑预判超世界冠军 多人难抗衡.中国新闻网.2025-05-13

友情链接