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未来计算图鉴:十年后的计算长什么模样?

在疫情导致全球经济下行的动荡中,在不确定中预言未来,是行业参与者对标调整航道的参考,也是产业寻求未来发展共识的探索。

智能时代,联接、计算是公认的发展基石,这些基石会构筑一个什么样的未来?讨论未来10年智能时代的模样,也就需要预测未来计算可能的发展趋势,毕竟计算的砖砖瓦瓦将构建未来智能的大厦。

那么,未来十年计算发展的趋势如何?想要回答这个问题,需要我们找到数智时代,在前沿科技领域的弄潮儿,了解他们的战略与选择,思考与实践,观摩这些最接近趋势或者甚至创造趋势的产业标兵,才能捕捉未来的风向。

4月26日,华为第19届全球分析师大会在深圳开幕。在2022年华为全球分析师大会上,华为携手产业伙伴举办了智能世界2030论坛。在分论坛中,华为计算产品线副总裁姜涛深度解读了未来智能世界计算领域的研究内容,给我们带来了一些有关未来计算的模样答案。

未来计算:产业升阶的必要

十年前,人类进入ZB数据时代,移动互联网、云计算、大数据等新兴技术才开始起步。十年后的今天,这些技术已经深度融入千行百业中,计算发挥了前所未有的效用。

十年后的我们将进入YB时代,据推测,届时全球数据年增新1YB,通用算力增长10倍到3.3 ZFLOPS,算力增长500倍超过100ZFLOPS。未来十年,计算将带领我们进入一个全新的智能世界。

构筑未来的智能世界,计算需要有哪些变化趋势呢?探讨未来十年计算发展趋势的答案,首先需要明晰,为什么未来的计算需要大规模发展,驱动其发展的动力是什么。在当下的技术发展中,计算在实际的落地应用与趋势推动中,面临着升级的必要。

数字世界和物理世界无缝融合,科学的探索边界被扩展,带来了算力需求的增加。数智化浪潮下各行各业的发展依托计算的赋能,同时双碳战略目标长期驱动下,传统行业领域也亟需绿色计算的改革,这也让计算与产业升级、社会经济、环境连接结合得更加紧密。。

人工智能从感知走向认知,对于千行百业来说,高需求计算任务和计算架构也需要不断升级,解决各类生产、交通、医疗、制造等产业领域中复杂多样的场景难题。

对于计算的发展来说,摩尔定律与香农极限是其发展进程的限制。这也意味着计算进入了自我革命与创新的全新阶段。未来的十年是计算发展关键的十年,计算需要突破旧有的算法、软件、架构、材料等边界,这也会给产业、经济的发展带来全新的“燃料”,为后现代人类开启一个更加智能、绿色、安全的计算新时代。

数智发展的浪潮驱动中,千行百业的发展依托计算赋能,从计算发展的瓶颈再创新,再到全产业升级与绿色经济的发展需要,对计算与计算的基础设施提出了全新的需求。计算需要全方位发展以应对未来智能世界的大考。

那么未来十年,计算应该具体朝向哪些方向发力发展呢?产业领军者华为在分析师大会上,为我们带来一些实践者角度的思考。

十年计算:六个技术特征的演进

摩尔定律和香农极限定义着这个时代的技术极限,想要抵达下一个计算时代,也必须从体系化的创新极限突破开始。

未来十年,计算将有什么样的新形态?华为为我们描绘出六个技术特征,我们可以从这六个技术形态中,窥见未来计算的模样。

1.物理层突破。随着当前半导体工艺逐步逼近物理极限,未来将通过物理层突破来提升计算能效和存储密度,实现产业技术革命,主要方向包括模拟计算、非硅基计算、新型存储。如能效密度的提升方面,未来量子计算和光计算会是模拟计算代表性技术,预计2025年将出现1千量子比特芯片,在特定场景实现商用。存储会围绕着数据全生命周期热温冷的差异,未来介质也将向高速高性能和海量低成本两个方向演进,满足数据存储的大量数据访问实时性、高效率、低成本的核心诉求。

2.多样性计算。未来融合应用需要多样性计算,多样性计算将从以CPU为中心转变以数据为中心,向对称计算架构演进。对称计算架构中总线是核心,未来将出现DC级计算总线,在新总线支撑下,将逐步实现对称计算、泛在计算、存算一体等新型计算架构,同时针对软件栈也会全面重构。

3.多维协同。包括两方面,一是立体计算,二是数字孪生。未来云、边、端将在横向及纵向进行协同与协作,实现优势互补,形成立体计算。预计2025年边缘智能化行业渗透率达到40%,端边云架构在业界成为标准,实现规模商用;而在智慧城市、智慧工厂等应用驱动下,数字孪生也会加速落地。

4.智能认知。AI技术将从感知走向认知,从认知走向创造。从感知智能到认知智能,预计2025年将在搜索/推荐/对话等推理场景应用,2030年将在局部场景实现机器对人的替代;认知智能到创造智能实现生成性AI,预计到2030年AI将实现主动寻找训练数据,实现自我更新、自我进化、自我创造。

5.内生安全。未来计算安全将成为系统内生能力,贯穿数据全生命周期。预计2026年在数字身份领域出现全球认可的共识算法,同态加密性能提升1000倍,初步实现商用。伴随AI应用的普及,AI安全可信将越来越重要,预计到2026年AI模型的抗鲁棒性从当前的5%提升至80%以上。随着新计算范式的出现,也需要构筑新的安全架构与体系,安全将融入在网计算、多样性计算、对等计算等新计算架构。

6.绿色集约。集约化建设、提升算力利用率、降低单位算力能耗是计算绿色集约的主要途径,具体实现手段包括芯片工程,一体化DC和算力网络。算力网络通过新型网络技术将各地数据中心连接起来实现算力服务化,在全社会层面实现算力集约化建设和复用,提升算力利用率。预计到2030年,将出现超过100+城市节点的算力网络。

面向未来复杂的应用场景,单点技术或创新难以支撑未来百倍级、千倍级算力需求。因此计算2030的六大技术特征并不是各自孤立的,需要通过系统级创新、全要素协同,让各个技术红利、创新红利发挥乘数效应,这样才能真正满足未来计算场景的算力需求,同时驱动计算产业持续迭代演进。集群是各种技术的集大成者,是未来计算产业的主要发展方向。

面向未来:实践者的计算开拓

从全球视角来看,算力已然成为支撑数字经济的发展关键生产力。全球都在加大算力基础设施建设的投入,高性能的计算投入建设已经成为显著趋势。

中国的数据基础建设也在这个时代浪潮中积极建设,年初开始启动的“东数西算”工程,集约了全国一体化的大数据中心,统筹布局八大城市枢纽、十大集群。

企业层面,在计算领域产业链上下的设备、数据、技术等集成商们也纷纷参与计算设施的建设。以华为为例,我们可以看到华为的计算能力与资源已经在瞄准未来的趋势发挥效能作用。

在计算领域,华为打造鲲鹏计算产业、昇腾AI计算产业生态,通过AI算力集群来赋能产业集群,实现AI计算的规模化、极致化应用。基于昇腾AI基础软硬件平台建设的鹏城云脑II,AI算力达到1E,多次获得IO500总排行榜、AIPerf500的世界冠军。

在ICT领域,华为能源相关的技术积累与产业布局,已经深入相关各个领域。比如在站点方面,利用智能技术减少能耗,提升清洁能源应用比率。在数据中心建设中,通过全液冷、AI管理、预制模块,全面降低数据中心能耗。

华为在集约的数据中心绿色建设、算力需求丰富的产业集群中,AI计算的能力都有了具体的行业实践。在未来大规模、高算力的服务需求中,华为也会以计算切入触及全产业场景,推动计算普惠智能世界。

在六十年前,基尔比研发出世界上第一块集成电路时,没有人会想象到计算机和互联网会将世界塑造成今天的模样。同样今天我们正在经历的智能计算革命,也会将世界带向更加广阔的未来。

在计算2030的未来中,领航员华为将用计算带领行业加速跨入智能世界,扩大计算产业的价值图谱。届时,在未来的计算场景中,超越现实的互动体验、无处不在的深度感知等,更聪明的AI让我们更加精确的探索未知,对普通人来说,我们会更纵深的跃入未来的智慧奇景中,体验普惠的智慧生活。

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