達摩院公布十大科技趨勢！AI、芯片、云計算成焦點，交叉融合是關(guān)鍵詞

存算一體是高能效計算的重要技術(shù)之一，旨在將計算單元與存儲單元融合，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的同時直接進行計算，以消除數(shù)據(jù)搬移帶來的開銷，極大提升運算效率，實現(xiàn)計算存儲的高效節(jié)能。

存算一體非常符合高訪存、 高并行的AI場景計算需求。在產(chǎn)業(yè)和投資的驅(qū)動下，基于SRAM，DRAM，F(xiàn)lash存儲介質(zhì)的產(chǎn)品進入驗證期，將優(yōu)先在低功耗、小算力的端側(cè)如智能家居、可穿戴設(shè)備、泛機器人、智能安防等計算場景落地。

未來，隨著存算一體芯片在云端推理大算力場景落地，它或?qū)碛嬎慵軜?gòu)的變革，推動傳統(tǒng)的以計算為中心的架構(gòu)向以數(shù)據(jù)為中心的架構(gòu)演進，并對云計算、AI、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來積極影響。

華夏芯（北京）通用處理器技術(shù)有限公司董事長李科奕談道，產(chǎn)業(yè)界對于存算一體最終的產(chǎn)品形態(tài)也在持續(xù)探索，未來存內(nèi)計算產(chǎn)品將以單芯片和Chiplet兩種形式共存。

04.

云原生安全：

打造平臺化、智能化的新型安全體系

云計算始終是數(shù)字時代的技術(shù)創(chuàng)新中心。因云而生的云原生安全技術(shù)，將推動平臺化、智能化的新型安全體系的成形。

云原生安全是安全理念從邊界防御向縱深防御、從外掛模式向內(nèi)生安全的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施的原生安全，并基于云原生技術(shù)提升安全的服務(wù)能力。

安全技術(shù)與云計算由相對松散走向緊密結(jié)合，經(jīng)過“容器化部署”、“微服務(wù)化轉(zhuǎn)型”走向“無服務(wù)器化”的技術(shù)路線，實現(xiàn)安全服務(wù)的原生化、精細化、平臺化和智能化。

05.

軟硬融合云計算體系架構(gòu)：

向以CIPU為中心深度演進

軟硬件一體化設(shè)計是當(dāng)前計算架構(gòu)的重要演進方向。尤其在復(fù)雜的云計算場景中，軟硬件的協(xié)同優(yōu)化與迭代升級更是決定其性能提升的關(guān)鍵。

云計算從以CPU為中心的計算體系架構(gòu)，向以云基礎(chǔ)設(shè)施處理器（CIPU）為中心的全新體系架構(gòu)深度演進。通過軟件定義，硬件加速，在保持云上應(yīng)用開發(fā)的高彈性和敏捷性同時，帶來云上應(yīng)用的全面加速。

新的體系架構(gòu)下，軟硬一體化帶來硬件結(jié)構(gòu)的融合，接入物理的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源，通過硬件資源的快速云化實現(xiàn)硬件加速。此外，新架構(gòu)也帶來軟件系統(tǒng)的融合。

這意味著以CIPU云化加速后的算力資源，可通過CIPU上的控制器接入分布式平臺，實現(xiàn)云資源的靈活管理、調(diào)度和編排。在此基礎(chǔ)上，CIPU將定義下一代云計算的服務(wù)標準，給核心軟件研發(fā)和專用芯片行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。

06.

端網(wǎng)融合的可預(yù)期網(wǎng)絡(luò)：

從數(shù)據(jù)中心的局域應(yīng)用走向全網(wǎng)推廣

在大規(guī)模算力需求驅(qū)動下，云計算將重新定義下一代高性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，端網(wǎng)融合架構(gòu)已經(jīng)開始觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)變革。

可預(yù)期網(wǎng)絡(luò)（Predictable Fabric）是由云計算定義、服務(wù)器端側(cè)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的高性能網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)。計算體系和網(wǎng)絡(luò)體系正在相互融合，高性能網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)使能算力集群的規(guī)模擴展，從而形成了大算力資源池，加速了算力普惠化，讓算力走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

可預(yù)期網(wǎng)絡(luò)不僅支持新興的大算力和高性能計算場景，也適用于通用計算場景，是融合了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和未來網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)趨勢。

通過云定義的協(xié)議、軟件、芯片、硬件、架構(gòu)、平臺的全棧創(chuàng)新，可預(yù)期高算力網(wǎng)絡(luò)有望顛覆目前基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)TCP協(xié)議的技術(shù)體系，成為下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的基本特征，并從數(shù)據(jù)中心的局域應(yīng)用走向全網(wǎng)推廣。

07.

雙引擎智能決策：

融合運籌優(yōu)化和機器學(xué)習(xí)，推進全局動態(tài)資源配置優(yōu)化

企業(yè)需在紛繁復(fù)雜、動態(tài)變化的環(huán)境中快速精準地做出經(jīng)營決策。經(jīng)典決策優(yōu)化基于運籌學(xué)，通過對現(xiàn)實問題進行準確描述來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，同時結(jié)合運籌優(yōu)化算法，在多重約束條件下求目標函數(shù)的優(yōu)解。

隨著外部環(huán)境復(fù)雜程度和變化速度不斷加劇，經(jīng)典決策優(yōu)化對不確定性問題處理不夠好、大規(guī)模求解響應(yīng)速度不夠快的局限性日益突顯。

學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界開始探索引入機器學(xué)習(xí)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)模型雙引擎新型智能決策體系，彌補彼此局限性、提升決策速度和質(zhì)量。

未來，雙引擎智能決策將進一步拓展應(yīng)用場景，在大規(guī)模實時電力調(diào)度、港口吞吐量優(yōu)化、機場停機安排、制造工藝優(yōu)化等特定領(lǐng)域推進全局實時動態(tài)資源配置優(yōu)化。

普華永道可持續(xù)戰(zhàn)略與運營合伙人羅宇翔相信，雙引擎智能決策系統(tǒng)將不斷推進能源效率提升和優(yōu)化，為實現(xiàn)國家的雙碳目標奠定堅實的基礎(chǔ)。

08.

計算光學(xué)成像：

突破傳統(tǒng)光學(xué)成像極限，激發(fā)應(yīng)用想象力

計算光學(xué)成像是一個新興多學(xué)科交叉領(lǐng)域，過去十多年來不斷改變?nèi)祟惻c機器感知世界的方式，從無人系統(tǒng)手機攝影到工業(yè)監(jiān)測安防監(jiān)控，逐漸融入人們生活的方方面面。

它以具體應(yīng)用任務(wù)為準則，通過多維度獲取或編碼光場信息（如角度、偏振、相位等），為傳感器設(shè)計遠超人眼的感知新范式；同時，結(jié)合數(shù)學(xué)和信號處理知識，深度挖掘光場信息，突破傳統(tǒng)光學(xué)成像極限。

目前，計算光學(xué)成像處于高速發(fā)展階段，已取得許多令人振奮的研究成果，并在手機攝像、醫(yī)療、無人駕駛等領(lǐng)域開始規(guī)?；瘧?yīng)用。

未來，計算光學(xué)成像有望進一步顛覆傳統(tǒng)成像體系，帶來更具創(chuàng)造力和想象力的應(yīng)用，如無透鏡成像、非視域成像等，幫助人類觸及“見所未見”的事物。

09.

大規(guī)模城市數(shù)字孿生：

向立體化、無人化、全局化方向演進

城市數(shù)字孿生自2017年首度被提出以來，受到廣泛推廣和認可，成為城市精細化治理的新方法。

近年來，智慧城市完成了精準映射、生成渲染、仿真推演等關(guān)鍵技術(shù)的全面突破，將從單一場景演進至大規(guī)模城市數(shù)字孿生，輔助人類更“全知”地認識和管理城市。

城市數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了大規(guī)模動態(tài)感知映射（更低建模成本）、大規(guī)模在線實時渲染（更短響應(yīng)時間），以及大規(guī)模聯(lián)合仿真推演（更高精確性）。

目前，大規(guī)模城市數(shù)字孿生已在交通治理、災(zāi)害防控、雙碳管理等應(yīng)用場景取得較大進展。未來城市數(shù)字孿生將在大規(guī)模趨勢的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向立體化、無人化、全局化方向演進。

智能決策系統(tǒng)實現(xiàn)了運籌優(yōu)化和機器學(xué)習(xí)的聯(lián)合驅(qū)動，將為人類在電網(wǎng)調(diào)度、港口吞吐管理、機場停機安排等實時變化的復(fù)雜難題上，提供更有價值的優(yōu)化答案。

中國信息通信研究院規(guī)劃所總工高艷麗認為，任何傳統(tǒng)引擎都實現(xiàn)不了數(shù)字孿生，數(shù)字孿生城市必須打造一個新引擎。因此未來將以大規(guī)?！皩ο髮嶓w孿生+業(yè)務(wù)流程孿生”構(gòu)建城市孿生體，實現(xiàn)“多源”數(shù)據(jù)融合重組，“多能”新引擎構(gòu)建，“多跨”場景實現(xiàn)，城市數(shù)字孿生將在大規(guī)模孿生體構(gòu)建基礎(chǔ)上，真正實現(xiàn)從量到質(zhì)的突破。

10.

生成式AI：

將進入應(yīng)用爆發(fā)期

生成式AI（Generative AI或AIGC）是利用現(xiàn)有文本、音頻文件或圖像創(chuàng)建新內(nèi)容的技術(shù)。過去一年，其技術(shù)上的進展主要來自于三大領(lǐng)域：圖像生成領(lǐng)域，以DALL·E-2、Stable Diffusion為代表的擴散模型（diffusion model）；自然語言處理（NLP）領(lǐng)域基于GPT-3.5的ChatGPT；代碼生成領(lǐng)域基于Codex的Copilot。

現(xiàn)階段的生成式AI通常被用來生成產(chǎn)品原型或初稿，應(yīng)用場景涵蓋圖文創(chuàng)作、代碼生成、游戲、廣告、藝術(shù)平面設(shè)計等。

生成式AI在2022年迎來了突破。不管是圖片生成，代碼生成還是開放域文本生成，在生成內(nèi)容的質(zhì)量，邏輯性和安性方面都有明顯的提升。

未來，生成式AI將成為一項大眾化的基礎(chǔ)技術(shù)，極大的提高數(shù)字化內(nèi)容的豐富度、創(chuàng)造性與生產(chǎn)效率，其應(yīng)用邊界也將隨著技術(shù)得進步與成本的降低擴展到更多領(lǐng)域。

隨著AI生成技術(shù)的應(yīng)用場景更多涌現(xiàn)，達摩院語言技術(shù)實驗室負責(zé)人黃非提到需重點研發(fā)安全可控有倫理負責(zé)任的生成技術(shù)，尤其關(guān)注虛假生成內(nèi)容造成的不良社會影響。

11.

結(jié)語：交叉融合，2023科技趨勢關(guān)鍵詞

達摩院十大科技趨勢項目特邀專家、中國工程院院士鄔賀銓認為：“當(dāng)下，我們需要通過自主研究提出可引導(dǎo)與支撐我國科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)趨勢。只有對前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)、以重大科技問題為導(dǎo)向的技術(shù)趨勢及各領(lǐng)域的交叉融合建立深刻理解，才能實現(xiàn)我國整體科技水平從跟跑到領(lǐng)跑的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變?！?/p>

據(jù)達摩院總結(jié)，全球科技日趨顯現(xiàn)出交叉融合發(fā)展的新態(tài)勢，尤其在信息與通信技術(shù)（ICT）領(lǐng)域醞釀的新裂變，將為科技產(chǎn)業(yè)革新注入動力?；诩夹g(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的融合創(chuàng)新，將驅(qū)動AI、云計算、芯片等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)階段性躍遷。

交叉融合將成為2023科技趨勢關(guān)鍵詞：多元技術(shù)的協(xié)同并進驅(qū)動計算與通信的融合、硬件和軟件的融合，應(yīng)用需求的爆發(fā)驅(qū)動AI技術(shù)與行業(yè)的融合，數(shù)字技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的融合，企業(yè)、個人與政府在安全技術(shù)與管理上的融合，科技進步與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用雙輪驅(qū)動的融合創(chuàng)新已成為不可逆轉(zhuǎn)的宏大趨勢。

顛覆性的科技突破也許百年才得一遇，持續(xù)性的迭代創(chuàng)新則以日進一寸的累積改變著日常生活。