下一個(gè)十年，這些技術(shù)會(huì)迎來顛覆性的突破嗎？

 

1月2日，阿里達(dá)摩院發(fā)布了2020年十大科技趨勢(shì)，在科技浪潮新十年開啟之日，阿里圍繞人工智能、芯片、云計(jì)算、量子計(jì)算、區(qū)塊鏈等技術(shù)領(lǐng)域，做出了新的預(yù)判和發(fā)展方向預(yù)測(cè)。

 

十大科技趨勢(shì)

 

1、人工智能從感知智能向認(rèn)知智能演進(jìn)

 

2、計(jì)算存儲(chǔ)一體化突破AI算力瓶頸

 

3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合

 

4、機(jī)器間大規(guī)模協(xié)作成為可能

 

5、模塊化降低芯片設(shè)計(jì)門檻

 

6、規(guī)�；�生產(chǎn)級(jí)區(qū)塊鏈應(yīng)用將走入大眾

 

7、量子計(jì)算進(jìn)入攻堅(jiān)期

 

8、新材料推動(dòng)半導(dǎo)體器件革新

 

9、保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的AI技術(shù)將加速落地

 

10、云成為IT技術(shù)創(chuàng)新的中心
 

趨勢(shì)一

人工智能從感知智能向認(rèn)知智能演進(jìn)

AI在需要外部知識(shí)、邏輯推理或者領(lǐng)域遷移的認(rèn)知智能領(lǐng)域還處于初級(jí)階段，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知智能成為當(dāng)下AI研究的核心。

大規(guī)模圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是推動(dòng)認(rèn)知智能發(fā)展的推理方法，圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指的是將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從處理傳統(tǒng)非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如圖像、文字和語音，推廣到更深層的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

 

趨勢(shì)二

計(jì)算存儲(chǔ)一體化突破AI算力瓶頸

馮諾伊曼架構(gòu)的存儲(chǔ)和計(jì)算分離，已經(jīng)不適合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人工智能應(yīng)用需求，算力以及功耗瓶頸成為對(duì)更先進(jìn)、復(fù)雜度更高的AI模型研究產(chǎn)生了限制。

 

AI的進(jìn)一步突破必須要采用新的計(jì)算架構(gòu)，計(jì)算存儲(chǔ)一體化在硬件架構(gòu)方面的革新，將突破AI算力瓶頸。

 

具體可以通過芯片設(shè)計(jì)、集成、封裝技術(shù)，架構(gòu)方面的創(chuàng)新以及器件層面的創(chuàng)新，來一步步推進(jìn)計(jì)算存儲(chǔ)一體化的發(fā)展。

 

達(dá)摩院認(rèn)為，計(jì)算存儲(chǔ)一體化會(huì)重構(gòu)現(xiàn)在處理器和存儲(chǔ)器的相對(duì)壟斷的產(chǎn)業(yè)格局。在此過程中，可以幫助更多芯片行業(yè)中小企業(yè)發(fā)展，更為國產(chǎn)芯片彎道超車創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。
 

趨勢(shì)三

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合

5G、IoT設(shè)備、云計(jì)算、邊緣計(jì)算將推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合，實(shí)現(xiàn)工控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的智能化融合，可以為工業(yè)產(chǎn)業(yè)提高 5％－10％的效率。

 

首先是5G技術(shù)的成熟，可以滿足工業(yè)系統(tǒng)對(duì)于高可靠低時(shí)延的需求；其次 IoT PaaS讓云端與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)打通，實(shí)現(xiàn)IT（信息化）和OT（工控軟件）；區(qū)塊鏈的分布式賬本解決了信任問題，將價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的上下游企業(yè)工廠的制造系統(tǒng)連接起來。
 

趨勢(shì)四

機(jī)器間大規(guī)模協(xié)作成為可能

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同感知技術(shù)、5G通信技術(shù)的發(fā)展將實(shí)現(xiàn)多個(gè)智能體之間的協(xié)同。機(jī)器間的大規(guī)模協(xié)作，可以讓大規(guī)模智能交通燈調(diào)度實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整，倉儲(chǔ)機(jī)器人高效協(xié)作完成貨物分揀，無人駕駛車可以感知全局路況，群體無人機(jī)協(xié)同將高效打通最后一公里配送。

趨勢(shì)五

模塊化降低芯片設(shè)計(jì)門檻

在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的趨勢(shì)下，誰能快速推出專用芯片，就能搶占市場(chǎng)先機(jī)。傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)模式無法高效應(yīng)對(duì)快速迭代、定制化與碎片化的芯片需求。

 

以 RISC－V 為代表的開放指令集及其相應(yīng)的開源SoC芯片設(shè)計(jì)、以Chisel為代表的高級(jí)抽象硬件描述語言和基于IP的模塊化芯片設(shè)計(jì)方法，推動(dòng)了芯片敏捷設(shè)計(jì)方法與開源芯片生態(tài)的快速發(fā)展。

 

同時(shí)，一種名為“芯粒”（Chiplet）的模塊化設(shè)計(jì)方法正在成為新的行業(yè)趨勢(shì)，它通過對(duì)復(fù)雜功能進(jìn)行分解，開發(fā)出多種具有單一特定功能的“芯粒”，再進(jìn)行模塊化組裝。

趨勢(shì)六

規(guī)模化生產(chǎn)級(jí)區(qū)塊鏈應(yīng)用將走入大眾

2020年，區(qū)塊鏈BaaS（Blockchain as a Service）服務(wù)將進(jìn)一步降低企業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的門檻。在商業(yè)應(yīng)用大規(guī)模落地的同時(shí)，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的“局域網(wǎng)”和“數(shù)據(jù)孤島”問題將被新型的通用跨鏈技術(shù)所解決，自主可控的安全與隱私保護(hù)算法及固化硬件芯片將會(huì)成為區(qū)塊鏈核心技術(shù)中的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

趨勢(shì)七

量子計(jì)算進(jìn)入攻堅(jiān)期

2020年量子計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展主要還是基礎(chǔ)技術(shù)的突破，并且會(huì)經(jīng)歷投入進(jìn)一步增大、競爭激化、產(chǎn)業(yè)化加速和生態(tài)更加豐富的階段。

 

作為兩個(gè)最關(guān)鍵的技術(shù)里程碑，容錯(cuò)量子計(jì)算和演示實(shí)用量子優(yōu)勢(shì)將是量子計(jì)算實(shí)用化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。未來幾年內(nèi)，真正達(dá)到其中任何一個(gè)都將是十分艱巨的任務(wù)，量子計(jì)算將進(jìn)入技術(shù)攻堅(jiān)期。

趨勢(shì)八

新材料推動(dòng)半導(dǎo)體器件革新

新材料將通過全新物理機(jī)制實(shí)現(xiàn)全新的邏輯、存儲(chǔ)及互聯(lián)概念和器件，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的革新。

 

從近期來看，新材料如鍺和 III－V 族材料可能會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅作為晶體管的通道材料以提升晶體管的速度，二維材料或外延生長的納米層材料可能會(huì)導(dǎo)致3D堆集的架構(gòu)以增加芯片的密度……

 

新材料和新機(jī)制將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全面洗牌，包括材料的生長、器件的制備以及電路的工作原理都會(huì)發(fā)生根本性的變化。

趨勢(shì)九

保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的AI技術(shù)將加速落地

數(shù)據(jù)流通所產(chǎn)生的合規(guī)成本越來越高。使用AI技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)隱私正在成為新的技術(shù)熱點(diǎn)。

 

在AI安全技術(shù)的保障下，組織或個(gè)人不必轉(zhuǎn)讓數(shù)據(jù)的擁有權(quán)，而是通過出租數(shù)據(jù)的使用權(quán)參與價(jià)值分配。以聯(lián)邦學(xué)習(xí)為代表的安全多方計(jì)算應(yīng)用，能解決行業(yè)大數(shù)據(jù)聚合過程中遇到的挑戰(zhàn)。

趨勢(shì)十

云成為IT技術(shù)創(chuàng)新的中心

云已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過IT基礎(chǔ)設(shè)施的范疇，漸漸演變成所有IT技術(shù)創(chuàng)新的中心。

 

云貫穿了新型芯片、新型數(shù)據(jù)庫、自驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、量子計(jì)算整個(gè)IT技術(shù)鏈路，同時(shí)又衍生了無服務(wù)器計(jì)算、云原生軟件架構(gòu)、軟硬一體化設(shè)計(jì)、智能自動(dòng)化運(yùn)維等全新的技術(shù)模式。

 

阿里巴巴云智能總裁、阿里巴巴達(dá)摩院院長張建峰在序言中提到，企業(yè)上云迎來拐點(diǎn)，全球云上IT基礎(chǔ)設(shè)施占比超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，阿里巴巴率先實(shí)現(xiàn)核心系統(tǒng)100％上云。

 

中國科學(xué)學(xué)院院士、清華大學(xué)校長薛其坤在卷首語中表示，我國想要在這輪科技革新中占得先機(jī)，就需要加強(qiáng)技術(shù)預(yù)判，找準(zhǔn)方向，提早部署，特別是在一些基礎(chǔ)性、突破性的領(lǐng)域精準(zhǔn)布局。