計(jì)算2030：全球進(jìn)入YB數(shù)據(jù)時(shí)代

來源：華為時(shí)間：2022-05-06 17:45:25 作者：

　　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)剛剛起步；今天，這些技術(shù)已經(jīng)深刻地改變?nèi)祟惿鐣?huì)，計(jì)算發(fā)揮了前所未有的作用。

　　2030年，人類將迎來YB數(shù)據(jù)時(shí)代，對比2020年，通用算力增長10倍、人工智能算力增長500倍。數(shù)字世界和物理世界無縫融合，人與機(jī)器實(shí)現(xiàn)感知、情感的雙向交互；人工智能無所不及，幫助人類獲得超越自我的能力，成為科學(xué)家的顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡，讓我們的認(rèn)知跨越微小的夸克到廣袤的宇宙，千行萬業(yè)從數(shù)字化走向智能化；計(jì)算能效將持續(xù)提升，走向低碳計(jì)算，幫助人類利用數(shù)字手段加速實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

　　未來十年，計(jì)算將幫助人類跨入智能世界，這是一個(gè)波瀾壯闊的史詩進(jìn)程，將開啟一個(gè)與大航海時(shí)代、工業(yè)革命時(shí)代、宇航時(shí)代等具有同樣歷史地位的新時(shí)代。

宏觀趨勢

　　計(jì)算經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)深深地融入了人類的生活和工作。未來10年，計(jì)算作為智能世界的基石，將持續(xù)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步。

　　面向2030年，中國、歐盟、美國等均將計(jì)算作為戰(zhàn)略方向重點(diǎn)布局。在中國十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中，將高端芯片、人工智能、量子計(jì)算、DNA存儲等作為強(qiáng)化中國的戰(zhàn)略科技力量；在歐盟《2030數(shù)字指南針：歐洲數(shù)字十年之路》中，計(jì)劃到2030年，75%的歐盟企業(yè)將充分運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)或人工智能，打造歐盟首臺量子計(jì)算機(jī)；而美國，則再次提出“無盡前沿”，借助法案和撥款，推動(dòng)美國在人工智能、高性能計(jì)算&半導(dǎo)體、量子計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理技術(shù)等領(lǐng)域的領(lǐng)先性研究。

　　2030年，數(shù)字世界和物理世界無縫融合，人與機(jī)器實(shí)現(xiàn)感知、情感的雙向交互，計(jì)算具備模擬、還原、增強(qiáng)物理世界的能力，超現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)將驅(qū)動(dòng)計(jì)算走向邊緣，云與邊緣、邊緣與邊緣、虛擬與現(xiàn)實(shí)多維協(xié)同計(jì)算；人工智能將從感知走向認(rèn)知，具備創(chuàng)造的能力，更加普惠并賦予萬物智能；科學(xué)探索的邊界將不斷擴(kuò)展，帶來算力需求的快速增加，未來將出現(xiàn)100EFLOPS級的超級算力和智能的科學(xué)研究新范式；碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)計(jì)算走向綠色，未來將更好地匹配綠色能源和業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

　　計(jì)算所依賴的半導(dǎo)體技術(shù)逐步接近物理極限，計(jì)算將迎來創(chuàng)新的黃金10年，軟件、算法、架構(gòu)、材料的創(chuàng)新和突破將開啟智能、綠色、安全的計(jì)算新時(shí)代。預(yù)計(jì)2030年，全球數(shù)據(jù)年新增1YB；通用算力增長10倍到3.3ZFLOPS，人工智能算力增長500倍超過100ZFLOPS。

未來計(jì)算場景

　　更聰明的AI

　　智能交通領(lǐng)域，通過攝像頭、雷達(dá)、氣象傳感器等采集各種數(shù)據(jù)，完成車輛識別、交通事件識別、路面狀況識別，生成局部路段的全息數(shù)據(jù)，并在云端形成城市級道路數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)車道級實(shí)時(shí)路況、歷史路況的全息呈現(xiàn)。

　　隨著L4級的自動(dòng)駕駛規(guī)模商用，數(shù)據(jù)被源源不斷地送往數(shù)字孿生，AI在數(shù)字世界中不斷學(xué)習(xí)訓(xùn)練，自動(dòng)駕駛AI將變得越來越聰明，最終將在應(yīng)對復(fù)雜路況、極端天氣超越人類，實(shí)現(xiàn)更高級L5級的完全自動(dòng)駕駛。

　　智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)傳感器則持續(xù)生成城市運(yùn)行的環(huán)境數(shù)據(jù)，未來，每一個(gè)物理實(shí)體都將有一個(gè)數(shù)字孿生。城市智慧治理將帶來100倍的社會(huì)數(shù)據(jù)

　　聚集，實(shí)現(xiàn)高效城市治理。

　　更普惠的AI

　　世界衛(wèi)生組織估計(jì)到2030年，將出現(xiàn)1800萬衛(wèi)生工作者的短缺，人工智能將為人類應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供有力的幫助。

　　AI將更加透明，不再是一個(gè)黑盒，不僅會(huì)告知結(jié)論，同時(shí)也會(huì)告知如何得出結(jié)論的，讓人類明白AI的思考過程，和人類建立彼此的互信。

　　人類訓(xùn)練人工智能的過程，同時(shí)也是認(rèn)識自己的過程，人工智能使得認(rèn)識人類的智能、人腦的規(guī)律變得更加重要，進(jìn)而重新認(rèn)識教育、改革教育。

　　人工智能進(jìn)入人類生活的方方面面，讓我們更高效的思考、創(chuàng)作、學(xué)習(xí)，讓優(yōu)質(zhì)稀缺的資源變得更加容易獲得，將在精準(zhǔn)醫(yī)療、創(chuàng)作設(shè)計(jì)、文化教育、老人護(hù)理、社區(qū)服務(wù)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域普惠每一個(gè)人。

　　更縱深地感知

　　預(yù)計(jì)到2030年，全球聯(lián)接總數(shù)將達(dá)到兩千億，傳感器的數(shù)量達(dá)到百萬億級，傳感器持續(xù)不斷地從物理世界采集數(shù)據(jù)，溫度、壓力、速度、光強(qiáng)、濕度、濃度等，為了讓機(jī)器人具備“視覺、觸覺、聽覺、味覺、嗅覺”，需要更加多維的感知能力。

　　超越現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)

　　人工智能參與人類的思考和創(chuàng)造過程，需要結(jié)果具備可解釋性，并符合人類思考問題的邏輯，具備與人類使用自然語言無縫交流的能力，未來人工智能將實(shí)現(xiàn)從感知到認(rèn)知、從弱人工智能到強(qiáng)人工智能的跨越。

　　預(yù)計(jì)2030年，超過30%的企業(yè)在數(shù)字世界中運(yùn)營與創(chuàng)新，各種虛實(shí)結(jié)合的AR（Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）/VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）用戶數(shù)達(dá)到10億。

　　數(shù)字世界與物理世界的無縫融合，能夠準(zhǔn)確感知和還原物理世界，在虛實(shí)結(jié)合的世界中理解用戶的意圖，體驗(yàn)將驅(qū)動(dòng)計(jì)算走向邊緣，云與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備、虛擬與現(xiàn)實(shí)多維協(xié)同計(jì)算。

　　更精確地探索未知

　　未來，隨著人類認(rèn)知邊界的不斷擴(kuò)展，量子力學(xué)、生命科學(xué)、地球大氣、宇宙起源的研究，尺度從10-21到1028米，跨越微觀世界到無垠宇宙，科學(xué)家需要處理的數(shù)據(jù)與計(jì)算量將爆炸性增長，數(shù)字世界算力的規(guī)模決定了物理世界探索的廣度和深度。

　　未來應(yīng)用人工智能監(jiān)測地震、實(shí)時(shí)估算地震震源等將極大提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。從地震記錄推算地震震源機(jī)制是個(gè)計(jì)算耗時(shí)的過程，自1938年地震學(xué)家第一次開始推算地震斷層面，震源機(jī)制參數(shù)一直是個(gè)難題。采用人工智能方法有效地解決了這個(gè)復(fù)雜計(jì)算問題，應(yīng)用地震大數(shù)據(jù)訓(xùn)練人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可完善預(yù)報(bào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)領(lǐng)域的突破。

　　更準(zhǔn)確地模擬現(xiàn)實(shí)

　　未來科學(xué)計(jì)算將向著數(shù)據(jù)、計(jì)算、智能融合的方向發(fā)展，催生新的科學(xué)研究范式。通過人工智能學(xué)習(xí)已有知識、分析總結(jié)理論，在線迭代結(jié)合傳統(tǒng)建模的方法將極大的提高科學(xué)探索效率，加速人類認(rèn)知的不斷擴(kuò)展。

　　數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新

　　云計(jì)算和大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為行業(yè)數(shù)字化的基礎(chǔ)，驅(qū)動(dòng)以管理效率提升為目標(biāo)的數(shù)字化，其特點(diǎn)是優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系，更好的匹配生產(chǎn)力和客戶需求，如O2O（OnlinetoOffline，線上到線下）服務(wù)、電商平臺等。

　　更高的運(yùn)營效率

　　IT越來越成為企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)因?yàn)椴捎肈evOps（敏捷開發(fā)和開發(fā)運(yùn)維一體化）而變得敏捷高效。2030年，工業(yè)制造等傳統(tǒng)企業(yè)將在更加復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)境中實(shí)現(xiàn)由軟件定義的高效企業(yè)運(yùn)營。

計(jì)算2030愿景及關(guān)鍵特征

　　智能認(rèn)知

　　從感知走向認(rèn)知是必然趨勢，認(rèn)知智能是人工智能技術(shù)發(fā)展的高級階段，旨在賦予機(jī)器數(shù)據(jù)理解、知識表達(dá)、邏輯推理、自主學(xué)習(xí)等的能力，使機(jī)器成為人類改造世界、提升能力的得力助手。

　　內(nèi)生安全

　　計(jì)算云化打破了傳統(tǒng)安全邊界，傳統(tǒng)基于信任域劃分的外掛式安全防護(hù)方案已經(jīng)無法應(yīng)對各種新型攻擊方法的挑戰(zhàn)。

　　綠色集約

　　全球數(shù)據(jù)中心能耗約占電力需求的1%，通用計(jì)算的總能耗每3年增長1倍，碳中和目標(biāo)將驅(qū)動(dòng)算力提升百倍的同時(shí)提升能源效率。

　　多樣性計(jì)算

　　未來的計(jì)算，數(shù)據(jù)將在最合適的地方，以最合適的算力來處理，例如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在DPU（Data Processing Unit，數(shù)據(jù)處理單元）上就近被處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在NPU上訓(xùn)練；算力無處不在，硬盤、網(wǎng)卡、內(nèi)存等外設(shè)開始逐漸具備數(shù)據(jù)分析和處理能力。

　　多維協(xié)同

　　通過多維感知與數(shù)據(jù)建模技術(shù)，物理世界被鏡像、計(jì)算、增強(qiáng)，形成孿生的數(shù)字世界；利用光場全息渲染、AI內(nèi)容生成等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界到物理世界的精確映射。

　　物理層突破

　　學(xué)術(shù)界、工業(yè)界都在尋求物理層突破，通過探索模擬計(jì)算、非硅基計(jì)算、新型存儲器以及優(yōu)化芯片工程技術(shù)，在未來繼續(xù)提升計(jì)算能效和存儲密度。

具體內(nèi)容如下