下一(yī)个十年,这些技术(shù)会迎来颠覆性的突(tū)破吗?
1月(yuè)2日,阿里达摩院发布了2020年十大科技趋势,在科技浪(làng)潮新十年开启之日,阿里围绕人(rén)工(gōng)智能、芯片、云(yún)计算、量子计算、区块链等技术领(lǐng)域(yù),做出了新的预判和发展方向预(yù)测。
具体十大(dà)科技趋势如下(xià):
1、人工智能从(cóng)感知智能向认知(zhī)智能演进
2、计算(suàn)存储一体化突破AI算力瓶颈
3、工业互联(lián)网的超融(róng)合
4、机(jī)器(qì)间大(dà)规模协作(zuò)成为(wéi)可能
5、模块化降低芯片设计门槛
6、规(guī)模化生产级区块链应用将走入大众
7、量子计算进入(rù)攻坚期
8、新材料推(tuī)动半导体器件革(gé)新
9、保(bǎo)护数据隐私的AI技术将加速落(luò)地
10、云成为IT技(jì)术创新的中心
趋势一:人工智(zhì)能(néng)从感知智能(néng)向认知(zhī)智能演进
AI在需要外部知识、逻辑推理或(huò)者领域迁(qiān)移的认知智(zhì)能领域还处(chù)于(yú)初级阶段,实现认知智能成为当(dāng)下(xià)AI研究的核心(xīn)。
大规(guī)模图神经网络(luò)是推动认知智能发展(zhǎn)的推理方法,图神经网络指的(de)是将深度神经(jīng)网络(luò)从处理传统非(fēi)结构化的(de)数据,比如(rú)图(tú)像、文字和语音,推广到更深层的(de)结(jié)构化数据(如图结构)。
趋势二:计算存储(chǔ)一体化突破AI算力瓶颈
冯诺伊曼架构的存储(chǔ)和计(jì)算分离(lí),已经不适合数据驱动的(de)人工(gōng)智(zhì)能应用需求,算力以及功耗(hào)瓶颈(jǐng)成为对更先进、复杂度更(gèng)高的AI模型研究产生(shēng)了限制。
AI的进一步(bù)突(tū)破必须要采(cǎi)用新的计算(suàn)架(jià)构(gòu),计算存储一(yī)体化在硬件架构(gòu)方面的(de)革新,将突破AI算力瓶颈。
具体可以通过芯片设计、集成(chéng)、封装技术,架构方面的创(chuàng)新以及器件层面的创(chuàng)新,来一步步推进计算存储一体化(huà)的发展。
达摩院认(rèn)为,计算存储(chǔ)一体化(huà)会重构现在处理(lǐ)器和存(cún)储器的相对垄断的产业格(gé)局。在(zài)此(cǐ)过程(chéng)中,可以(yǐ)帮助(zhù)更多芯片行(háng)业(yè)中小企业发展,更(gèng)为国产(chǎn)芯(xīn)片弯道超车创造(zào)了机会。
趋势三:工业互联网的(de)超融合
5G、IoT设备、云计算、边(biān)缘计算将推(tuī)动工业互(hù)联网的超融合,实现工控系统(tǒng)、通信(xìn)系统和信息化系统(tǒng)的智能(néng)化融合,可以为工业产(chǎn)业提高 5%-10%的(de)效率。
首(shǒu)先是5G技(jì)术的成(chéng)熟,可以满足工业系统对(duì)于高可(kě)靠(kào)低时延的需求;其次 IoT PaaS让云(yún)端(duān)与传统IT系统打通,实现IT(信息化)和OT(工控软件);区块链的分布式(shì)账本解决了信任(rèn)问题(tí),将价值网络中的上(shàng)下(xià)游企业工厂的(de)制造系统连接(jiē)起来。
趋势四:机器(qì)间大(dà)规模(mó)协作成为可能
物联网(wǎng)协同感(gǎn)知(zhī)技术、5G通信技术(shù)的(de)发展(zhǎn)将实现多(duō)个智(zhì)能体之间(jiān)的协同。机器间的大规模(mó)协作,可以让大规模智能交(jiāo)通灯调度实现动(dòng)态实时调(diào)整,仓储机(jī)器人高(gāo)效(xiào)协作完成货物分拣(jiǎn),无(wú)人驾驶车可(kě)以感知全局路况,群体(tǐ)无人机协同(tóng)将高效打通最后一公里配送。
趋势五:模块化降低(dī)芯(xīn)片设计门槛
在应用驱动的趋势下,谁能快速推出专(zhuān)用芯片,就(jiù)能(néng)抢占市场先机。传统芯片(piàn)设(shè)计模式无法(fǎ)高效应对快速迭代、定制化与碎(suì)片(piàn)化的芯片需(xū)求(qiú)。
以 RISC-V 为代表的开放指令集及其相(xiàng)应的开源SoC芯片设计、以(yǐ)Chisel为(wéi)代表的高级抽象硬件描(miáo)述语言和基于IP的模块化芯片设(shè)计方法,推动了(le)芯片敏捷(jié)设计方法与开源芯片(piàn)生态的快速发展。
同时,一种名为(wéi)“芯粒”(Chiplet)的(de)模块(kuài)化设计方法(fǎ)正在成为新的行业趋势,它(tā)通过对复杂功能进行分解,开发出多种具有单一特定功能的“芯粒”,再进行模块化组装。
趋势六:规模化生产(chǎn)级(jí)区块链应用(yòng)将走(zǒu)入(rù)大众
2020年,区块链BaaS(Blockchain as a Service)服务(wù)将进一(yī)步(bù)降低(dī)企(qǐ)业应用区块链(liàn)技术的门槛。在商(shāng)业应(yīng)用大规模落地的同时,区块链网络的(de)“局域(yù)网”和“数据孤岛”问题将被新(xīn)型的通(tōng)用跨链(liàn)技术所(suǒ)解决,自主可控的(de)安全与隐私保护算法及固化硬件芯(xīn)片将(jiāng)会成为(wéi)区块链核心技术(shù)中的热点领域(yù)。
趋势七:量子(zǐ)计算(suàn)进入攻坚(jiān)期
2020年量子计算领域的技术进展主(zhǔ)要还是基(jī)础技(jì)术(shù)的(de)突(tū)破,并且会经历投入进一步增大、竞争激化、产业化加速和生(shēng)态更加丰富的阶段。
作为两个(gè)最关键的技(jì)术里(lǐ)程碑,容错量子计算和演示实用量(liàng)子优势将是量(liàng)子计算实用化(huà)的转折点。未来几年内(nèi),真正达到(dào)其中任何一个都将是十(shí)分艰(jiān)巨的任务,量子计算(suàn)将进入技术攻坚期。
趋势八:新(xīn)材(cái)料推(tuī)动半导体器件革(gé)新(xīn)
新材料将通过(guò)全新(xīn)物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念(niàn)和器件,推动半导体产(chǎn)业的革新。
从近期来(lái)看,新(xīn)材料如锗和 III-V 族材料可(kě)能会代(dài)替传统(tǒng)的硅作为晶体(tǐ)管的通道材(cái)料以提升(shēng)晶体管(guǎn)的速度,二维材料或外延生长的纳米层材料可能会导致3D堆(duī)集(jí)的架(jià)构以增加芯(xīn)片的(de)密度……
新材料和(hé)新机制将会对传统的半(bàn)导体产业(yè)进行全面洗牌,包括材料的生长、器(qì)件的制备以及电路的工作原理都会发生根本性(xìng)的变化。
趋势九:保(bǎo)护数据隐私的AI技术将(jiāng)加速落(luò)地
数据流通(tōng)所产生的合规成本越(yuè)来越高。使用AI技术保护(hù)数据隐私(sī)正在成为(wéi)新的技术(shù)热点。
在AI安全技术的保障(zhàng)下,组织或个人不必(bì)转让数(shù)据的拥有权,而是通过出租数据的使用权(quán)参与价值分配。以联邦(bāng)学习为代表的安全多(duō)方计(jì)算应用,能解决行业大数据(jù)聚合过程中遇到的挑战。
趋(qū)势十:云成为(wéi)IT技(jì)术创新的中心
云已经远远超过IT基(jī)础设施的范畴,渐(jiàn)渐演变成所(suǒ)有IT技术创新的中(zhōng)心(xīn)。
云(yún)贯穿了新型芯片(piàn)、新型数据(jù)库、自驱动自适应的网(wǎng)络、大数(shù)据、AI、物联网、区块链、量子计算整个IT技术链(liàn)路,同时(shí)又衍生了无服务器计(jì)算、云原(yuán)生软件(jiàn)架(jià)构、软硬一体(tǐ)化设(shè)计、智(zhì)能(néng)自动化运维等全新(xīn)的技术模式(shì)。
阿里巴巴云智能总(zǒng)裁(cái)、阿里巴巴达摩院院长张建峰(fēng)在(zài)序言(yán)中提到,企业上云迎(yíng)来拐点,全球云上IT基础设(shè)施占比超(chāo)过传统(tǒng)数据中心,阿里巴巴率先实现核心系统100%上云(yún)。
最后:
中国科(kē)学学院院(yuàn)士、清(qīng)华大学校长(zhǎng)薛其坤在卷首(shǒu)语中表示,我(wǒ)国想要在这(zhè)轮科技革(gé)新(xīn)中占得先机,就需要加强(qiáng)技术预判(pàn),找准(zhǔn)方向,提(tí)早(zǎo)部署,特别是在一些基础性(xìng)、突破性的领域精准布(bù)局。