构建自立自强的信息技术新体系的必要性

2022-07-15 08:36:44
[ BPO网导读 ] 世界正在进入以数字经济为主导的信息社会。党的十九大确立了到 2035 年跻身创新型国家前列的战略目标;党的十九届五中全会提出了坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。为适应我国新阶段的发展需求,坚决打赢关键核心技术攻坚战,我国需要构建高水平自立自强的信息技术(IT)新体系。


高并发实时处理与传输战胜片面追求高性能。中国人多、资源相对少,所以面临更加严重的高并发问题;相对而言,美国人少、资源多,可以追求高性能。就像早高峰堵车一样,车很多的情况下,出入口设计如果不合理,测调能力如果也没有,那基础设施投入的有效性会在一个拐点急剧下降,这就是我们提出中国应追求高通量的动机。建设国家级高通量信息基础设施的目标是,将数据量提升 1 000 倍以上,带宽提升 100 倍以上,支持实时连接千亿物端,降低处理延迟 5 倍以上,端到端延迟可达毫秒级,实现数据传输与处理的协同优化,能有效支持实时延迟敏感类的应用。
敏捷开发方法与开源生态战胜创新门槛高的垄断生态。敏捷设计是应对碎片化应用场景的最有效方式,开源是打破技术垄断的最有效进攻方式。通过极致优化形成成本优势,抢占中低端市场,将竞争对手压向高端,赢得时间窗口,是以弱胜强的有效策略——我国的制造业就是这么发展起来的。为什么贸易战我们有底气?是得益于制造业极致的成本优势,抢占中低端,做到无可替代,然后再一点点往中端、高端发展。习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上指出,人类正在进入一个“人机物”三元融合的万物智能互联时代。我们回顾一下开源在“人机物”各个阶段的历史作用:在“机”的时代,操作系统开源,导致 IBM 的小型机的主导地位被 X86 服务器占据,而 Intel 占据数据中心 90% 的市场就是得益于开源 Linux;在“人机”的时代,安卓(Android)系统开源,导致 X86 的主导地位被 ARM 占据,智能手机行业得益于开源 Android;现在是“人机物”的时代,开源的泛在操作系统加上开源的指令集,是否会导致 ARM 被 RISC-Ⅴ 取代呢?
以在中国科学院内协同起来构建 C 体系芯片技术体系的具体“配置”为例来说明构建 C 体系芯片技术体系的方式:面向国产 28 nm 工艺的光刻机、光刻胶、大硅片;超高性能价格比的 28 nm 芯片制程技术;开源的 EDA(电子设计自动化)工具链、开源 CPU 核、开源关键 IP、开源芯粒(chiplet)技术;云化的芯片敏捷设计工具与平台;针对海量场景打造领域专用体系结构(DSA)芯片创新平台。
面向自立自强信息技术新体系的网络计算方向布局
基于 C 体系的信息技术生态的特征是开放、可控、安全、“联邦制”。开放。经济发展的双循环强调以内循环为依托的新全球化,必须更加开放,所以新体系的生态首先要开放。可控。任何环节都不能被“卡脖子”。安全。智能时代物理世界与虚拟世界深度融合,对安全的要求更高。“联邦制”。C 体系对应的经济模型是“联邦制”。信息技术与经济紧密联系,因此发展信息技术必须考虑经济的要素。国际 IT 产业到处充满了垄断,经济模型是“帝国制”;能不能用“联邦制”构建信息产业的新生态,按照习近平总书记提出的构建人类命运共同体理念,共建数字空间的全球命运共同体,也许这是中国 IT 企业重新走向全球的一个新思路。
基于 C 体系的思路,可以把网络计算方向的科研工作(图 4)分成芯片、系统、互联网络、分布式系统、应用等层次。在芯片层,需要有开源 CPU、NPU、DPU(数据处理器)等多态加速器。在系统层,需要有高通量计算机、智能计算机、边缘物端计算机等新型计算系统。在网络层,需要有虚拟路由器、天地一体接入网等新型网络设备。在分布式系统层,需要有算力网,将算力资源基础设施化。计算所提出的“信息高铁”信息基础设施综合试验场的本质就是建立一个试验算力网;过去的信息高速公路本质是数据网,“信息高铁”是新一代的广域分布式算力系统。上层是应用层,舆情、农业、纪检等行业信息化都是一个个“信息高铁”的“专列”。各层之间有些是依赖关系,有些是支撑关系。


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