未來計(jì)算圖鑒：十年后的計(jì)算長(zhǎng)什么模樣？

在疫情導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)下行的動(dòng)蕩中，在不確定中預(yù)言未來，是行業(yè)參與者對(duì)標(biāo)調(diào)整航道的參考，也是產(chǎn)業(yè)尋求未來發(fā)展共識(shí)的探索。

智能時(shí)代，聯(lián)接、計(jì)算是公認(rèn)的發(fā)展基石，這些基石會(huì)構(gòu)筑一個(gè)什么樣的未來？討論未來10年智能時(shí)代的模樣，也就需要預(yù)測(cè)未來計(jì)算可能的發(fā)展趨勢(shì)，畢竟計(jì)算的磚磚瓦瓦將構(gòu)建未來智能的大廈。

那么，未來十年計(jì)算發(fā)展的趨勢(shì)如何？想要回答這個(gè)問題，需要我們找到數(shù)智時(shí)代，在前沿科技領(lǐng)域的弄潮兒，了解他們的戰(zhàn)略與選擇，思考與實(shí)踐，觀摩這些最接近趨勢(shì)或者甚至創(chuàng)造趨勢(shì)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)兵，才能捕捉未來的風(fēng)向。

4月26日，華為第19屆全球分析師大會(huì)在深圳開幕。在2022年華為全球分析師大會(huì)上，華為攜手產(chǎn)業(yè)伙伴舉辦了智能世界2030論壇。在分論壇中，華為計(jì)算產(chǎn)品線副總裁姜濤深度解讀了未來智能世界計(jì)算領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容，給我們帶來了一些有關(guān)未來計(jì)算的模樣答案。

未來計(jì)算：產(chǎn)業(yè)升階的必要

十年前，人類進(jìn)入ZB數(shù)據(jù)時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)才開始起步。十年后的今天，這些技術(shù)已經(jīng)深度融入千行百業(yè)中，計(jì)算發(fā)揮了前所未有的效用。

十年后的我們將進(jìn)入YB時(shí)代，據(jù)推測(cè)，屆時(shí)全球數(shù)據(jù)年增新1YB，通用算力增長(zhǎng)10倍到3.3 ZFLOPS，人工智能算力增長(zhǎng)500倍超過100ZFLOPS。未來十年，計(jì)算將帶領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)全新的智能世界。

構(gòu)筑未來的智能世界，計(jì)算需要有哪些變化趨勢(shì)呢？探討未來十年計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)的答案，首先需要明晰，為什么未來的計(jì)算需要大規(guī)模發(fā)展，驅(qū)動(dòng)其發(fā)展的動(dòng)力是什么。在當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展中，計(jì)算在實(shí)際的落地應(yīng)用與趨勢(shì)推動(dòng)中，面臨著升級(jí)的必要。

數(shù)字世界和物理世界無縫融合，科學(xué)的探索邊界被擴(kuò)展，帶來了算力需求的增加。數(shù)智化浪潮下各行各業(yè)的發(fā)展依托計(jì)算的賦能，同時(shí)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域也亟需綠色計(jì)算的改革，這也讓計(jì)算與產(chǎn)業(yè)升級(jí)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境連接結(jié)合得更加緊密。

人工智能從感知走向認(rèn)知，對(duì)于千行百業(yè)來說，高需求計(jì)算任務(wù)和計(jì)算架構(gòu)也需要不斷升級(jí)，解決各類生產(chǎn)、交通、醫(yī)療、制造等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中復(fù)雜多樣的場(chǎng)景難題。

對(duì)于計(jì)算的發(fā)展來說，摩爾定律與香農(nóng)極限是其發(fā)展進(jìn)程的限制。這也意味著計(jì)算進(jìn)入了自我革命與創(chuàng)新的全新階段。未來的十年是計(jì)算發(fā)展關(guān)鍵的十年，計(jì)算需要突破舊有的算法、軟件、架構(gòu)、材料等邊界，這也會(huì)給產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來全新的“燃料”，為后現(xiàn)代人類開啟一個(gè)更加智能、綠色、安全的計(jì)算新時(shí)代。

數(shù)智發(fā)展的浪潮驅(qū)動(dòng)中，千行百業(yè)的發(fā)展依托計(jì)算賦能，從計(jì)算發(fā)展的瓶頸再創(chuàng)新，再到全產(chǎn)業(yè)升級(jí)與綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，對(duì)計(jì)算與計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施提出了全新的需求。計(jì)算需要全方位發(fā)展以應(yīng)對(duì)未來智能世界的大考。

那么未來十年，計(jì)算應(yīng)該具體朝向哪些方向發(fā)力發(fā)展呢？產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍者華為在分析師大會(huì)上，為我們帶來一些實(shí)踐者角度的思考。

十年計(jì)算：六個(gè)技術(shù)特征的演進(jìn)

摩爾定律和香農(nóng)極限定義著這個(gè)時(shí)代的技術(shù)極限，想要抵達(dá)下一個(gè)計(jì)算時(shí)代，也必須從體系化的創(chuàng)新極限突破開始。

未來十年，計(jì)算將有什么樣的新形態(tài)？華為為我們描繪出六個(gè)技術(shù)特征，我們可以從這六個(gè)技術(shù)形態(tài)中，窺見未來計(jì)算的模樣。

1.物理層突破。隨著當(dāng)前半導(dǎo)體工藝逐步逼近物理極限，未來將通過物理層突破來提升計(jì)算能效和存儲(chǔ)密度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命，主要方向包括模擬計(jì)算、非硅基計(jì)算、新型存儲(chǔ)。如能效密度的提升方面，未來量子計(jì)算和光計(jì)算會(huì)是模擬計(jì)算代表性技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年將出現(xiàn)1千量子比特芯片，在特定場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)商用。存儲(chǔ)會(huì)圍繞著數(shù)據(jù)全生命周期熱溫冷的差異，未來介質(zhì)也將向高速高性能和海量低成本兩個(gè)方向演進(jìn)，滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)訪問實(shí)時(shí)性、高效率、低成本的核心訴求。

2.多樣性計(jì)算。未來融合應(yīng)用需要多樣性計(jì)算，多樣性計(jì)算將從以CPU為中心轉(zhuǎn)變以數(shù)據(jù)為中心，向?qū)ΨQ計(jì)算架構(gòu)演進(jìn)。對(duì)稱計(jì)算架構(gòu)中總線是核心，未來將出現(xiàn)DC級(jí)計(jì)算總線，在新總線支撐下，將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)稱計(jì)算、泛在計(jì)算、存算一體等新型計(jì)算架構(gòu)，同時(shí)針對(duì)軟件棧也會(huì)全面重構(gòu)。

3.多維協(xié)同。包括兩方面，一是立體計(jì)算，二是數(shù)字孿生。未來云、邊、端將在橫向及縱向進(jìn)行協(xié)同與協(xié)作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成立體計(jì)算。預(yù)計(jì)2025年邊緣智能化行業(yè)滲透率達(dá)到40%，端邊云架構(gòu)在業(yè)界成為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用；而在智慧城市、智慧工廠等應(yīng)用驅(qū)動(dòng)下，數(shù)字孿生也會(huì)加速落地。

4.智能認(rèn)知。AI技術(shù)將從感知走向認(rèn)知，從認(rèn)知走向創(chuàng)造。從感知智能到認(rèn)知智能，預(yù)計(jì)2025年將在搜索/推薦/對(duì)話等推理場(chǎng)景應(yīng)用，2030年將在局部場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)人的替代；認(rèn)知智能到創(chuàng)造智能實(shí)現(xiàn)生成性AI，預(yù)計(jì)到2030年AI將實(shí)現(xiàn)主動(dòng)尋找訓(xùn)練數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自我更新、自我進(jìn)化、自我創(chuàng)造。

5.內(nèi)生安全。未來計(jì)算安全將成為系統(tǒng)內(nèi)生能力，貫穿數(shù)據(jù)全生命周期。預(yù)計(jì)2026年在數(shù)字身份領(lǐng)域出現(xiàn)全球認(rèn)可的共識(shí)算法，同態(tài)加密性能提升1000倍，初步實(shí)現(xiàn)商用。伴隨AI應(yīng)用的普及，AI安全可信將越來越重要，預(yù)計(jì)到2026年AI模型的抗魯棒性從當(dāng)前的5%提升至80%以上。隨著新計(jì)算范式的出現(xiàn)，也需要構(gòu)筑新的安全架構(gòu)與體系，安全將融入在網(wǎng)計(jì)算、多樣性計(jì)算、對(duì)等計(jì)算等新計(jì)算架構(gòu)。

6.綠色集約。集約化建設(shè)、提升算力利用率、降低單位算力能耗是計(jì)算綠色集約的主要途徑，具體實(shí)現(xiàn)手段包括芯片工程，一體化DC和算力網(wǎng)絡(luò)。算力網(wǎng)絡(luò)通過新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各地數(shù)據(jù)中心連接起來實(shí)現(xiàn)算力服務(wù)化，在全社會(huì)層面實(shí)現(xiàn)算力集約化建設(shè)和復(fù)用，提升算力利用率。預(yù)計(jì)到2030年，將出現(xiàn)超過100+城市節(jié)點(diǎn)的算力網(wǎng)絡(luò)。

面向未來復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景，單點(diǎn)技術(shù)或創(chuàng)新難以支撐未來百倍級(jí)、千倍級(jí)算力需求。因此計(jì)算2030的六大技術(shù)特征并不是各自孤立的，需要通過系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新、全要素協(xié)同，讓各個(gè)技術(shù)紅利、創(chuàng)新紅利發(fā)揮乘數(shù)效應(yīng)，這樣才能真正滿足未來計(jì)算場(chǎng)景的算力需求，同時(shí)驅(qū)動(dòng)計(jì)算產(chǎn)業(yè)持續(xù)迭代演進(jìn)。集群是各種技術(shù)的集大成者，是未來計(jì)算產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。

面向未來：實(shí)踐者的計(jì)算開拓

從全球視角來看，算力已然成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展關(guān)鍵生產(chǎn)力。全球都在加大算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，高性能的計(jì)算投入建設(shè)已經(jīng)成為顯著趨勢(shì)。

中國(guó)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建設(shè)也在這個(gè)時(shí)代浪潮中積極建設(shè)，年初開始啟動(dòng)的“東數(shù)西算”工程，集約了全國(guó)一體化的大數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)籌布局八大城市樞紐、十大集群。

企業(yè)層面，在計(jì)算領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈上下的設(shè)備、數(shù)據(jù)、技術(shù)等集成商們也紛紛參與計(jì)算設(shè)施的建設(shè)。以華為為例，我們可以看到華為的計(jì)算能力與資源已經(jīng)在瞄準(zhǔn)未來的趨勢(shì)發(fā)揮效能作用。

在計(jì)算領(lǐng)域，華為打造鯤鵬計(jì)算產(chǎn)業(yè)、昇騰AI計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)，通過AI算力集群來賦能產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)AI計(jì)算的規(guī)模化、極致化應(yīng)用?；跁N騰AI基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)建設(shè)的鵬城云腦II，AI算力達(dá)到1E，多次獲得IO500總排行榜、AIPerf500的世界冠軍。

在ICT領(lǐng)域，華為能源相關(guān)的技術(shù)積累與產(chǎn)業(yè)布局，已經(jīng)深入相關(guān)各個(gè)領(lǐng)域。比如在站點(diǎn)方面，利用智能技術(shù)減少能耗，提升清潔能源應(yīng)用比率。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，通過全液冷、AI管理、預(yù)制模塊，全面降低數(shù)據(jù)中心能耗。

華為在集約的數(shù)據(jù)中心綠色建設(shè)、算力需求豐富的產(chǎn)業(yè)集群中，AI計(jì)算的能力都有了具體的行業(yè)實(shí)踐。在未來大規(guī)模、高算力的服務(wù)需求中，華為也會(huì)以計(jì)算切入觸及全產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景，推動(dòng)計(jì)算普惠智能世界。

在六十年前，基爾比研發(fā)出世界上第一塊集成電路時(shí)，沒有人會(huì)想象到計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)會(huì)將世界塑造成今天的模樣。同樣今天我們正在經(jīng)歷的智能計(jì)算革命，也會(huì)將世界帶向更加廣闊的未來。

在計(jì)算2030的未來中，領(lǐng)航員華為將用計(jì)算帶領(lǐng)行業(yè)加速跨入智能世界，擴(kuò)大計(jì)算產(chǎn)業(yè)的價(jià)值圖譜。屆時(shí)，在未來的計(jì)算場(chǎng)景中，超越現(xiàn)實(shí)的互動(dòng)體驗(yàn)、無處不在的深度感知等，更聰明的AI讓我們更加精確的探索未知，對(duì)普通人來說，我們會(huì)更縱深的躍入未來的智慧奇景中，體驗(yàn)普惠的智慧生活。