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2008年神论文,当年论文的大胆预测,如今都实现

发布时间:2018-02-26 08:48  作者:极品课件站  点击数:

日前,一篇于2008年发表在上海交通大学学报的论文热传。该论文之所以在网上热传,一定程度上是因为该论文在2008年就“预知”了未来信息技术的发展方向,并指出“应该注重发展微电子、计算机、软件、关键元器件及其材料等核心基础产业,以及宽带移动通信、下一代网络、信息服务等具有国际竞争力的优势产业.完善信息技术产业政策体系,力争到2020年前后,把我国建设成为信息技术产业强国”,在2008年4万亿救市,但大量资金最终流向房地产等行业的背景下就提出这种观点,可谓高瞻远瞩。

高性能计算机向万万亿次甚至更高水平迈进

该论文指出,“高性能计算机和服务器沿着多核CPU和多级并行结构,向万万亿次甚至更高水平迈进......”

在2008年,中国最好的超算是曙光5000。而曙光5000的系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算。即便是2009年亮相的天河1号,其计算性能的峰值速度为每秒1206万亿次。

在这种背景下,该论文认为高性能计算将向“万万亿次甚至更高水平迈进”是非常具有想象力的。此外,高性能计算机和服务器确实向多核与异构方向发展。在过去,高性能计算机或超级计算机往往采用核心数相对较少的CPU来搭建,而最近这些年,采用CPU+众核CPU的方案被越来越多的采用,像天河2号就采用了Intel的至强PHI加速器,神威太湖之光则采用了260核的申威26010。而采取了异构众核方案的天河2号和神威太湖之光超级计算机都向世人展现了强劲的性能,先后在TOP500刷榜。

芯片处理能力呈指数增长,系统级芯片成为发展方向

论文指出:当今世界,信息技术快速发展势头始终不减,正处于新一轮重大技术突破的前夜。随着半导体材料、光电子材料的不断更新,以及工艺装备技术的进步,集成电路进入纳米时代。在未来一段时期,以CPU为代表的芯片集成度和处理能力指标仍会呈指数增长,晶圆片面积越来越大,集成度越来越高,特征尺寸越来越小,系统级芯片(Systemon Chip,SoC)成为发展方向,功耗和成本都将大幅度降低。

在2008年,笔者电脑的CPU还是AMD 4400+,一款65nm SOI工艺的双核处理器。就国内自主研发的CPU而言,于2008年完成的申威2是一款采用130nm制程工艺,主频1.4GHz的双核CPU。

然而就在这一时期,美国Intel公司通过Tick-Tock战略,一代CPU更新CPU微结构,一代CPU更新制造工艺,使得CPU性能大幅提升,把老对手AMD甩在身后。同时,由于在2008年,国内在半导体材料、设备、IC设计、制造、封装测试等环境存在诸多短板,没能赶上CPU性能大幅提升的发展机遇期,使刚刚起步,正试图追赶Intel的中国自主CPU,被Intel甩出了十万八千里。

即便是现在自主CPU如果采用境内工艺,能采用的最好工艺不过是40nm制造工艺。相比之下,Intel的14nm工艺已经比较成熟了。何况在CPU微结构设计上,和Intel依旧有不小的差距。

虽然在十五和十一五期间,自主CPU发展的并不如人意。但国内海思、展讯等IC设计公司,借着ARM的东风和智能手机的兴起,在系统级芯片方面颇有建树,SoC以其成本等优势大行其道,时至今日,过去单纯的CPU已经非常少见了。

云计算兴起与云计算服务器

在论文中,云计算视为可以把网络中的各种资源虚拟成一台计算机向用户提供所需的计算资源,并被作者看好。

就定义而言,狭义的云计算是指以计算、存储为核心的IT硬件、软件乃至IT基础设施资源以服务形式进行交付和使用的模式,指用户可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的IT资源。广义的云计算泛指服务的交付和使用模式,指用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务,这种服务既可以是IT硬件、软件、互联网技术相关的,也可以是任意其他的服务。

云计算的优势是具有大规模、资源池化、快速弹性、泛在接入访问、按需自服务、服务可计量等特征,云计算将互联网的核心硬件层,核心软件层和互联网信息层统一起来,并进行管理、调度,为互联网各系统提供支持和服务。在理想状态下,互联网使用者和物联网传感器通过网络线路和计算机终端与云计算进行交互,向云计算提供数据,接受云计算提供的服务。

正是因为云计算别具一格的优势,世界经济较发达国家和地区大多推出政策支持云计算核心技术的革新,欧盟启动了“释放欧洲云计算潜力”的战略计划,美国国家标准与技术研究所发布了《美国政府云计算技术路线图》。中国也在《国家“十二五”规划纲要》中把云计算列为重点发展的战略性新兴产业。

目前,国内诸多互联网公司、科技公司推出了各自的云服务,在抢夺市场时更是打的头破血流。在硬件上,国内公司也推出了专门的云计算服务器。这种服务器与传统服务器的最大区别就在于可以实现硬件上实现服务器间资源共享,传统服务器可以通过软件,从上层来进行资源分配,但是这种做法会带来额外的开销,导致性能损失。

这恰恰与云计算中心和数据中心的运营者要求的高效率和高能效相违背,无法很好的满足用户需求。而国内公司推出的云计算服务器内部设计有一套高性能互连网络,确保从硬件上进行资源共享时性能损失非常小。与此同时,云计算服务器则把存储、网络、计算资源池化,根据用户的需求来配置,根据应用不同来提供不同的配置。

量子计算和人工智能有望产生新的突破

在2008年,量子计算和人工智能还不为大众所熟知,并不像如今这样备受媒体和资本热捧。而在此时,论文中指出:“量子计算、光子计算、生物计算及人工智能技术可望产生新的突破,计算技术和计算机体系结构面临深刻变革”。

近年来,在量子计算方面,中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等单位或公司联合研制了两台量子计算原型机。这两台原型机实现了10个量子比特,已经超过了美国保持的9个量子比特操纵记录,使中国在量子计算机的研制中暂时处于领跑地位。即便一台只能用来做波色取样,另一台只能用来解线性方程,但不积跬步,无以至千里,不能因为两台原型机存在一些瑕疵而一棍子打死。值得一提的还有量子算法,量子并行可以让量子计算机同时对多个不同的x求函数 f(x) 的值,让量子傅立叶变换呈指数提速,在大数分解,破解密码方面也具备比较优势。

目前的技术成果距离真正建成性能优于传统经典计算机的标准量子计算机来说依旧有一定难度。中国科学院院长白春礼院士透露的中国正在研制的首台量子计算机到底会采用什么方案,目前还未公开。但种种迹象表明,前进的方向已经找到了。我们也期待性能能够超过经典电子计算机的标准量子计算机能够早日问世。

自阿法狗大战李世石之后,人工智能就被媒体炒得火热,Intel、英伟达、谷歌、阿尔特拉等公司纷纷推出CPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC等芯片用于机器学习。国内单位也推出了寒武纪、星光智能一号等芯片服务于人工智能。

据报道,寒武纪已经获得了1亿美元融资,成为中国在人工智能芯片方面的首个独角兽公司。与此同时,网络上有很多风言风语,怀疑寒武纪技术造假,或者没有流片等等。其实,陈氏兄弟能在之前几年时间里横扫各大学术顶级会议荣获亚洲第一篇MICRO最佳论文,ASPLOS最佳论文,大陆第一篇TOCS论文,CGO最佳论文提名,ISCA审稿评分最高等荣誉已经证明了寒武纪并非洋技术马甲,或者第二个“汉芯”。之所以能够获得资本青睐,既得益于在大规模的工业化应用中付出的艰苦努力,也得益于过去数年时间的科研投入——现在无比风光的寒武纪也曾经经历过没有得到项目资助还在找钱坚持研究,组里甚至留不住新招来的实习生这样的日子。

有消息称,华为麒麟970极有可能集成了寒武纪的IP,类似与购买ARM的IP集成SoC。随着华为搭载麒麟970的手机问世,普通老百姓也可以接触到这款人工智能芯片。

中国已成为全球通信标准制定的重要参与者

论文中提到:“我国掌握核心知识产权的TD-SCDMA已成为第3代移动通信国际标准之一”。虽然TD-SCDMA自问世以来一直被媒体口诛笔伐,大有不弄死它不罢休的架势。但在中国移动的推广下,依旧取得了不俗的成绩,而且为国内加入TD-SCDMA阵营的企业提供了一个保护市场。相对于直接夭折的WiMAX,以及拿到WCDMA却打出一手烂牌,最近又搞混改的中国联通,中国移动可谓拿到一手不怎么样的牌,却打出了好局面,而且促进了国内企业的发展和技术进步。

回想2008年,中国3G网络商用之路刚刚起步不久。而到如今,由中国企业参与,并占据相当话语权的4G通信标准已然走进千家万户。根据工信部发布的2017年1-7月份通信业经济运行情况显示,截至2017年7月,中国4G用户数量达到9.1亿人,2017年1-7月,电信业务总量完成13215亿元,电信业务收入完成7517亿元。

在三大运营商蒸蒸日上的同时,以华为、中兴为代表的通信设备商,以华为/荣耀、步步高、小米为代表的智能终端整机厂,以展讯、海思为代表的手机芯片厂商也纷纷崛起,使中国企业在通信标准制定、通信设备制造、智能终端制造上全面崛起。

目前,中国、美国和欧洲正在着力争夺5G通信标准的主导权,期待中国企业在5G标准制定中能再接再厉。

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