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构建自立自强信息技术新体系的基本原则
实现信息技术领域高水平自立自强的目标，首先需要明确体系构建的基本原则。C 体系面向智能时代新需求、新挑战、新市场，在两个维度扩展开来：一个是贯穿芯片的工作负载、设计、制造工艺等，另一个是贯穿信息基础设施的端、边、网、云。做成任何一件事情背后总有一些哲学理念，信息技术新体系设计也不例外，背后有若干基本原则，这些原则不是成功的充分条件，但为必要条件，它们足够引发大的变化。建立自立自强的信息技术新体系，实现新一代信息技术的突破，总的理念就是要充分发挥好具有中国特色的各类创新要素，把集体意识强、执政能力强、创新场景多、工程技术人才多、市场规模大等优势发挥出来。总体来看，构建信息技术新体系，“战胜”原有技术体系，需要把握好 5 项重要原则（图 2）。
内置安全机制战胜外挂安全机制。A 体系是按照外挂安全方式设计的系统安全机制。外挂安全机制，就像设计房子，一开始设计的时候没想到需要抗震，也没想到要防盗；等房子设计好了之后，才想到要加固房梁，以及装防盗门、防盗窗、摄像头等，这些后加的安全措施就是外挂式安全的措施。在 A 体系设计中也是如此，不管是传输层、网络层还是计算层，都没有考虑安全因素。在传输层，传输技术基于“香农定理”设计，重在容量提升；在网络层，基于TCP/IP 协议、DNS（域名解析系统）和 PKI（公钥基础设施），安全机制也都是打补丁，网络架构也没有充分考虑安全；在计算层，冯 · 诺依曼计算架构在 20 世纪 50 年代提出时，重在提升计算性能，也未考虑安全因素。未来要把安全的“基因”内置在计算机系统设计中。
开放跨层优化战胜分层优化。目标是要在传统信息技术分层发展模式的基础上，通过制定接口与标准规范，发挥中国的体制优势，把一切可以调动的因素充分调动起来，实现产业界的跨层垂直优化，提升系统性能。对比火箭技术体系与信息技术体系（图 3），在构建方式上是不同的，火箭技术体系的特点是底座很“大”，越往上越“小”，最上面是重型运载火箭，整体创新体系相对不容易被“卡脖子”。信息技术体系的特点是：越往上越“大”，上面是应用、软件，下面是设备、芯片、工艺；越往下越“小”——这里说的“小”是指市场小，供应商少、供应链脆弱，所以很容易被“卡脖子”。A 体系是分层优化的，Intel 在一层，IBM 在一层，Google 在一层，每一层都单独优化；这种方法的优点是在每一层做好了都可以是一个伟大的公司，缺点是很难跨层垂直优化。国际巨头 IBM 曾经采用工艺、材料、芯片、设备、软件、应用的全栈贯通式布局，在银行、保险等高价值领域获取了巨额利润；但在互联网时代，被 Google、Intel、TSMC 等分层优化企业用更高的性能价格比打败了。所以，我们需要发展出性价比更高的垂直技术体系，做到既保持分层的优势，又要有垂直优化的能力，才能突破国际垄断企业建立的市场壁垒。
多态场景加速战胜数种通用芯片。比较而言，美国国情是人少、工程师少、高价值市场大、半导体制造业先进，对美国来说最经济合算、有效的就是用数种 CPU（中央处理器）+GPU（图形处理器）通用芯片，依靠先进的半导体工艺，覆盖广阔的场景；中国国情是人多、工程师多、场景多、市场更大但也更加碎片化，半导体制造业相对长期落后，被极紫外（EUV）光刻机“卡脖子”。那么，中国是不是可以用 100 种面向领域的专门芯片，依靠第 2 项原则进行软硬件贯通优化，以获得竞争优势呢？最近，中科寒武纪科技股份有限公司研制的“思元 270”NPU（嵌入式神经网络处理器）芯片，执行人工智能（AI）任务的综合性能/功耗与价格比是同期 NVIDIA 通用 GPU Tesla V100 芯片的 10 倍以上，就是一个多态场景加速的例子。
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