DeepTech发布《2022先进计算七大趋势》，破局摩尔桎梏，决胜算力时代

作为智能社会的底座、数字经济的引擎，算力的重要性已经被提到一个前所未有的高度。当下，算力的提升仍然面临着来自多个维度的挑战。不论是硬件层面还是架构层面，算力发展都亟需变革。

先进计算技术指代一切从计算理论、计算架构、计算系统等层面有效提升现有算力规模、降低算力成本、提高算力利用效率的创新性技术。

为了解决算力挑战，打破后摩尔时代的算力危机，先进计算技术将从单点计算性能的提升与算力系统的高效利用两个方向着手突破。

DeepTech 通过科研数据分析、专家访谈等方式洞悉先进计算领域发展趋势，探寻具备技术颠覆性、有商业化前景的先进计算技术，并提炼出 2022 年先进计算技术及应用七大趋势。

算力是多领域多技术融合的载体，人类对于算力的追求没有止境。未来，随着先进计算技术的不断发展，计算的效能与能效都将迎来全新的突破，算力体系将得到颠覆性的变革。

在先进计算技术的支撑下，更多智慧化、智能化的应用将会涌现，绿色低碳、开放开源的算力也将成为数字经济时代生态共建的趋势。

当下，量子计算已经迈入 NISQ 时代。量子芯片作为量子计算机的核心，在 2021 年迎来了大爆发。根据统计，2021 年度量子计算硬件及软件公司共完成 42 笔融资，融资总额约 26.91 亿美元，超过以往的总和。

2021 年底，IBM 公司推出的全球首个 127 超导量子比特芯片“Eagle”，成功突破超导量子芯片百位量子比特的大关。

想要跨入通用量子计算时代，量子比特的数量与质量，比特间的连通性以及容错能力仍有待进一步突破。国际学术界一般认为真正实现可编程通用量子计算机还需 15 年甚至更久，但在政策的推动、相关产业的升级和资本的不断加持下，规模化与商业化的量子计算将加速到来。

硅光芯片兼具微电子与纳米光子的技术优势，既具有微电子尺寸小、成本低、集成度高的特点，又将光电子高带宽、高速率、多通道的长处发挥得淋漓尽致，实现了两种物理体系的高效整合。

当下，硅光芯片仍然面临着产业链与工艺水平的制约，还未形成系统化的设计方法与标准化的制造工艺，光学器件的密度有待进一步的提升。

硅光芯片的商业化是一个持续且漫长的过程。未来 3 年，硅光芯片的商业化产品将首先出现在对算力、延时和功耗有特定需求的应用场景，如量化交易、自动驾驶和大数据中心。未来 10 年，随着技术的不断演进，光计算将会在硅光芯片和电子芯片长期互补共存的基础下走向大规模普及。

人脑是自然界中最完美的信息处理系统，类脑计算借鉴人脑处理信息的方式，以更少的器件、更低的能耗与更快的速度颠覆传统计算范式。类脑芯片是类脑计算落地应用的硬件载体，具备“事件驱动”与“存算一体”的特性。

目前能够量产的类脑芯片，基本还是采用电路模拟人工神经突触的方式来实现类脑计算，这样做不仅对制造工艺要求较高，生产效率也十分低下。探寻更加理想的材料，将是类脑芯片实现突破的关键卡口。

未来，人工智能的发展必将从狭隘的弱人工智能走向更具鲁棒性与通用性的人工通用智能。类脑芯片与硅基计算架构的深度融合，将为人工通用智能的实现提供必要的条件。

随着云计算的普及，数据中心在快速扩容的同时也面临着来自性能、规模、能耗与安全的问题。为更好地解决数据中心的瓶颈并实现云服务的降本增效，DPU （数据处理芯片）替代传统的智能网卡，成为了完美的解决方案。目前，DPU 芯片的核心竞争要素是性能与可编程能力的极致平衡。

数据中心正在从“CPU Centric”的时代走向“Data Centric”的时代，数据是贯穿计算、网络和存储三要素的一根主线。未来，DPU、CPU、GPU 将成为大型数据中心内的三驾马车，DPU 作为整个数据中心的大脑，通过数据流链接并管理着整个计算系统。

分布式云靠近数据的源头，搭载在数据中心与终端设备之间的边缘基础设施之上，能够提供低延时、广连接、大带宽的云服务。当下，分布式云仍然还面临着部署成本、软硬件异构管理、安全体系等多方面的难题。

随着硬件设备的发展，分布式云节点将具备部分中心云的能力，但并不能完全取代中心云，而是以云边端深度协同的形式构建更加完备的云计算架构。未来，分布式云将服务于自动驾驶、工业制造、智慧城市等对时延和连接有苛刻要求的应用，释放更多边缘智能的价值。

随着数据爆发式增长与算力单点性能极限之间的矛盾日益突出，以网络连接泛在算力，构建云边端一体的立体算力网络成为大势所趋。

未来，算力将呈现泛在分布、多元异构、位置无感的趋势。随着网络技术与计算技术的并行发展，算网的深度融合，智能可调度的泛在算力网络将加速到来。

下一个 10 年，算力将如同水电煤等基础资源，渗透进人类生产生活的点滴，成为智能社会运行的核心要素。

每一次计算能力的革新都助推着科技的发展。迈入算力时代，随着全球算力的不断提升，计算技术应用于科学研究的势头也日增月益。计算技术作为科学研究的基石力量，为人类解开了蛋白质折叠等众多科学难题，也开辟了全新的研究领域。

我们相信在未来，以量子计算、光计算为代表的先进计算技术将为人工智能等工具搭载全新的引擎，加速人类科学复兴。

来源：DeepTech深科技