阿里巴巴達摩院發佈2020十大科技趨勢預測

5G網路正式商用化,人工智慧(AI)語音助理應用愈見廣泛,眾多革新科技成功提高大眾的生活水平。新一年來臨之際,阿里巴巴集團的基礎科學和創新技術研究機構達摩院發佈2020十大科技趨勢預測,涵蓋雲端運算、AI、機器人、區塊鏈、網路和物聯網(IoT)等領域。

趨勢一:AI從「感知智能」向「認知智能」演進

人工智慧已經在「聽、說、看」等感知智能領域達到,甚至超越人類水準,但在需要外部知識、邏輯推理或者領域遷移的認知智能領域上,還處於初期發展階段。認知智能將從認知心理學、腦科學及人類社會歷史中汲取靈感,並結合擴領域知識圖譜、因果推理、持續學習等技術,建立穩定獲取和表達知識的有效機制,讓知識能夠被機器理解和運用,從「感知智能」跨越到「認知智能」。

趨勢二:計算儲存一體化,突破AI算力樽頸

馮紐曼架構(Von Neumann architecture,或稱馮諾伊曼架構)的儲存和計算分離,已經不適合數據驅動的人工智慧應用需求。頻繁的數據搬運導致的算力樽頸及功耗樽頸,已經限制更先進的演算法探索。類似於腦神經結構的 計算架構將數據儲存單元和計算單元融合為一,能顯著減少數據搬運,大幅提高計算並行度和能效。計算儲存一體化在硬體架構方面的革新,將突破AI算力樽頸。

趨勢三:工業互聯網的超融合

5G、IoT設備、雲端運算、邊緣計算的迅速發展將推動工業互聯網的超融合,實現工控系統、通訊系統和訊息化系統的智能融合。製造企業將實現設備自動化、搬送自動化和排產自動化,進而實現柔性製造,同時工廠上下游製造產線能實時調整和協同,大幅提升工廠的生產效率及企業的潛在盈利能力。對產值數十萬億乃至數百萬億的工業產業而言,提高5%至10%的效率,就相當於產生數萬億元人民幣的價值。

趨勢四:機器間大規模協作成為可能

傳統單體智能無法滿足大規模智能設備的實時感知和決策。IoT協同感知技術、5G通訊技術的發展將實現多個智能體之間的協同:機器彼此合作、相互競爭共同完成目標任務。多智能體協同帶來的群體智能,將進一步放大智能系統的價值,例如大範圍的智能交通燈將實現動態實時調整,倉儲機器人協作完成貨物分流的高效協同,無人駕駛車可以感知全域路況。

趨勢五:模組化降低晶片設計門檻

傳統晶片設計模式無法高效應對快速的時代轉換、訂製化與碎片化的晶片需求。以RISC-V(五代精簡指令集)為代表的開放指令集及其相應的開源SoC(系統單晶片設計)、高級抽象硬體描述語言和基於IP的模板化晶片設計方法,推動晶片敏捷設計方法與開源晶片生態的快速發展。此外,基於芯粒(chiplet)的模組化設計方法,利用先進封裝的方式將不同功能的「晶片模組」封裝,跳過流片,快速訂製出一個符合應用需求的晶片,進一步加快晶片的交付。

趨勢六:規模化生產級區塊鏈應用將走入大眾

區塊鏈即服務(Blockchain as a Service,BaaS)將進一步降低企業應用區塊鏈技術的門檻,專為區塊鏈設計的端、雲端、鏈各類固化核心演算法的硬體晶片等也將應運而生,實現物理世界資產與鏈上資產的錨定,拓展價值互聯網的邊界、實現萬鏈互聯。未來將湧現大批創新區塊鏈應用場景,以及跨行業、跨生態的多維協作,規模化生產級區塊鏈應用將會走入大眾。

趨勢七:量子計算進入關鍵時刻

2019年,「量子霸權」之爭讓量子計算再次成為世界科技焦點。超導量子計算晶片的成果,增強行業對超導路線及對大規模量子計算實現步伐的樂觀預期。2020年,量子計算領域將會經歷加碼投入、競爭激化、產業化加速和生態更豐富的階段。作為兩個最關鍵的技術里程碑,容錯量子計算和演示實用量子優勢將是量子計算實用化的轉折點。未來幾年內,真正達到其中任何一個都將是十分艱巨的任務,但亦意味量子計算將會進入技術突破的關鍵時刻。

趨勢八:新材料推動半導體器件革新

在摩爾定律放緩及算力和儲存需求爆發的雙重壓力下,以矽為主體的經典電晶體很難維持半導體產業的持續發展,各大半導體廠商對於三奈米以下的晶片走向沒有明確的答案。新材料將透過全新物理機制,實現全新的邏輯、儲存及互聯概念和器件,推動半導體產業的革新。例如,拓撲絕緣體、二維超導材料等能夠實現無損耗的電子和自旋輸運,可以成為全新的高性能邏輯和互聯器件的基礎;新型磁性材料和新型阻變材料能夠帶來高性能磁性儲存器如 SOT-MRAM 和阻變儲存器。

趨勢九:保護數據私隱的AI技術將加速落實

數據流通所產生的合規成本越來越高,使用AI技術保護數據私隱正在成為新的技術熱點,其能夠在保證各方數據安全和私隱的同時,聯合使用方實現特定計算,解決數據孤島以及數據共享可信程度低的問題,實現數據的價值。

趨勢十:雲端成為資訊科技創新的中心

隨著雲端技術的深入發展,雲端已經遠遠超過資訊科技基礎設施的範疇,漸漸演變成所有資訊科技創新的中心。雲端已經貫穿新型晶片、新型資料庫、自驅動自適應的網路、大數據、AI、IoT、區塊鏈、量子計算整個資訊科技鏈路,同時又衍生了無伺服器計算、雲端原生軟體架構、軟硬一體化設計、智能自動化運維等全新的技術模式,雲端正在重新定義資訊科技的一切。廣義的雲端,正在源源不斷地將新的資訊科技變成觸手可及的服務,成為整個數位經濟的基礎設施。

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