演講嘉賓簡介:阿里巴巴集團研究員、平頭哥半導體副總裁——孟建熠博士
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本次分享主要圍繞以下三個方面:
一、數字經濟簡介和具體案例
二、算力
三、芯片
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一、數字經濟簡介和具體案例
數字經濟勢不可擋
數字經濟時代的到來體現的一個重要指標是全球數據當年增加的總量,由下圖可以看出,從2010年到2017年,數據總量增長平緩,2019年以後,數據逐步增長快速,2025年,全球當年產生的數據將達到175ZB,ZB是GB的1012,未來數據增長還將進一步加快。175ZB數據約等於近20萬億部高清視頻電影,20萬億部高清電影,如果按1個人每天24小時計算,相當於需要44億年才能看完。權威機構預測到2025年,接入互聯網的設備數預計將達到730億,人均近10個設備,這些設備將產生大量的數據,服務於全行業,引領數字經濟。
數字經濟成為中國經濟增長新引擎
據權威架構統計,2018年,中國數字經濟規模31.3萬億元,佔全國GDP比重34.8%,全年GDP增長貢獻率為67.9%,數據表明,數字經濟已成為中國經濟增長新引擎。從電腦引入中國到現在數字經濟服務於全行業,不論是在工廠、學校、上班途中、辦公樓,接入網絡的設備到處可見,這些設備服務於生產生活,產生新的價值。 阿里巴巴是數字經濟浪潮中,中國企業發展的一個樣本。 同時阿里巴巴商業操作系統作為數字經濟基礎設施也將幫助所有企業共同走向數字經濟時代。
大數據、算力成為新的生產要素
人類經濟社會形態演變經歷了兩個階段,第一個階段是農業經濟,農業經濟的生產要素是土地和勞動力,靠天吃飯,農業經濟長達兩千年的歷史。之後,從農業經濟過度到工業經濟,中國相對落後於西方,西方國家在工業經濟時代發展較快,工業經濟時代的生產要素是資本和技術。資本推動生產要素的重新組合,引入了各種各樣的技術,例如蒸汽技術、電力技術、新材料技術,這些技術促進了整個社會的全行業發展。工業經濟從18世紀開始,長達兩百多年的歷史,工業經濟的發展速度遠遠超過農業經濟。數字經濟時代的生產要素是大數據和算力,各個行業都在全方位走向數字化和智能化。預計數字經濟時代持續20年左右,效率更高於工業經濟時代。目前,數字化經濟影響著農業生產,例如天氣預報自動化防災、防害,通過數據提升工業生產的效率,包括原材料準備、加工過程等。數字經濟是未來經濟發展的重要經濟形態。
例一、ET城市大腦
通過數據提升城市管理的能力,用數據治理城市,讓城市會思考。最初,連接杭州市的視頻系統,可查看高峰期各個路口的狀態,動態的實施調度,例如緊急情況下,動態規劃救護車行駛路線,預測不同場景、不同時段的高峰期。儘管城市車輛在不斷增加,杭州整體交通狀況並沒有惡化,交通效率反而大幅度提升。
例二、浙江省“最多跑一次”
政府部門審批手續流程複雜,需要經過多個部門。例如A部門需B部門蓋章,B部門需A部門蓋章,即一個部門需要為另一個部門背書。數據上表現為一個數據的產生需要前一個數據的確認,抽象意義上聯通兩個數據,則整個效率都將有所提升。浙江省“最多跑一次”是一個惠民工程,打通了92個部門數據。以前一個部門審批需要另外一個部門蓋章,打通後,此部門直接可調取另外一個部門數據,效率大幅度提升。該工程打通數據,使得數據流轉,相較於以前的數據孤島,產生了巨大的價值。十年來,杭州市民之家累計服務辦事群眾超過2000多萬人次,累計辦理各類便民事項3000餘萬件,杭州市民可以通過支付寶和“最多跑一次”的APP辦理證明和各類手續。
例三、釘釘疫情期間社會協同大事記
疫情期間,解決企業員工在家辦公和復工復產問題,釘釘發揮了重大作用。一月份,釘釘上線了在家辦公指南、員工健康、在家上課計劃、浙江省疫情防控平臺,這些平臺的背後均源於數字技術的支撐。隨著疫情發展,釘釘不斷深化疫情監控和疫情過程中其他服務,例如健康碼,為企業、工廠、學校、政府部門管理做出了貢獻。
例四、釘釘在線可他給直播免費開放
聯合國全球推薦使用直播的方式開展在線課堂。疫情期間釘釘覆蓋30+個省份(直轄市、自治區),300+多個城市,5000+萬學生。釘釘軟件打破時空限制,以視頻流的形式,支撐全國幾千萬學生在線上課,阿里雲在背後發揮了重要作用。疫情之後,在線教育行業將迎來一波利好,大家習慣了在線的形式,相較於面對面培訓更有效率。生活本身對數字經濟提出要求,突發事件(例如此次疫情)有可能改變行業發展的路徑。數字經濟不僅幫我們準確積累過去的數據,同時打破時間、空間的距離限制。
二、算力
算力發展驅動框架:兩大基礎設施
算力發展驅動框架將整個數字經濟分為三個層次,第一個層次是技術底座,包含雲計算為基礎的大數據、人工智能、物聯網、區塊鏈和5G等核心技術。中間的部分是基礎設施,包含新服務體系和數字平臺。新服務體系是物理基礎設施之上的智能化新服務體系,老基建數字化改造為新基建。數字平臺即面向不同行業可以用來做二次開發的平臺,例如電子商務、支付、物流、工業互聯網、公共出行、文化娛樂和生活服務。最上面的層次是需求,物理基礎設施和數字平臺結合在一起,可用於支撐數字政務、數字商業/產業、數字生活。
數據驅動的新服務體系——物理基礎設施智能化和社會化
老基建包含鐵路、公路、機場、港口,通過基建拉動經濟的增長。目前新基建中“新”包含兩種含義,一是指全新創建出來的東西,例如5G基建、特高壓、人工智能、大數據中心,二是指老基建的升級,例如軌道交通。整體來說,新基建是數字經濟催生的產物,使得整體的服務更加有效。
數字平臺經濟生長旺盛
2020年和2007年全世界前十市值公司對比,2007年世界前十的公司:銀行、石油、汽車等公司,唯一一家新技術企業是Microsoft。2020年,世界前十的公司,七家都是數字化驅動的公司。其中,2007年世界前十的公司,平均年齡100歲,2020年世界前十的公司,平均年齡20歲左右。數字經濟的效率和發展速度都是極為迅猛的,如何應用數據賦能現有的產業,如何有效的使用數據,是值得思考的問題。
算力發展驅動框架:一套技術底座
算力在基礎設施中的發展是極為重要的,關鍵技術對算力的需求可以概括為隨時、隨地、隨需,而芯片是算力的基石。雲計算為基礎的數字經濟時代,支撐起各類應用:大數據計算、人工智能、物聯網、區塊鏈和5G。大數據計算毫無疑問是未來發展的趨勢,包括大規模離線計算、超大併發實時計算、複雜圖數據推理計算。人工智能的應用有智能客服、計算視覺、千人千面、智能推薦和認知智能。對於物聯網,推出了微內核多端操作系統,並積極構建統一物聯網平臺。區塊鏈主要用於保證交易,建立了跨鏈互聯、智能合約、隱私保護和共識機制。5G時代隨時隨地大流量、高容量的特性可接入更多的設備,包含天線、基站、光傳輸系統、室分系統。
三、芯片
數字經濟時代芯片迎來增長
芯片支撐整個數字化的數字經濟。下圖,從1984年到2021年,半導體芯片在全球國民經濟的佔比,最低0.2%,最高0.6%。半導體是用來支撐其他經濟的經濟,例如電視、電腦、平板。一般來說,若一顆芯片一塊錢,則整機的GDP放大效應將達到100倍甚至1000倍。如果半導體佔比國民經濟0.2%,則是500倍的放大。我國十分重視芯片產業的發展,強調達到自主可控,中國作為全球的製造業大國,也是芯片消耗大國,消耗了全球50%的芯片,但芯片自主率很低。半導體芯片佔比升高的階段,意味著芯片在國民經濟中的規模快速擴張,代表著新設備的產生,例如80年代到00年,電腦的出現,2000年以後,手機出現,2015年以後,產生大數據、雲計算、物聯網。芯片在不同的時代發揮著不同價值,芯片的快速發展預示著下一階段的數字化將到達的更加凶猛。
案例:芯片創新顛覆傳統產業——柯達
90年代,拍照需要膠捲,柯達創建膠捲的盛況,街頭馬路上,柯達沖印店隨處可見,目前,膠捲已經數字化,這些沖印店也不復存在。數字化的照片不僅滿足拍照的需求,還可以將照片分享到微信和微博上。1969年,貝爾實驗室首次通過電荷充電的方式還原膠捲,經過40年的發展,電子相機、手機顛覆了傳統的膠捲,帶來很好的拍照體驗。芯片的出現,顛覆取代了傳統的產業。
案例:自研芯片逐步形成競爭壁壘——蘋果
蘋果是一個較為封閉的公司,與其他家公司不同,產品按照自己的模式研發,如何做到不同,首先是芯片。假設蘋果公司用其他公司的芯片,手機一旦上市,便會被模仿,價格將同質化而非差異化。蘋果公司從芯片開始,做自己的芯片,從源頭開始與其他手機公司有所區別。中低端手機用聯發科CPU ,高端手機用高通CPU,蘋果手機用自己的CPU。如圖所示,蘋果CPU一個人便可以扛起一根木頭;高通CPU需要多人協調即代表著多CPU共同合作;而聯發科CPU,只有一個CPU在工作,其他CPU旁觀,整體性能較低。從源頭上抓住芯片技術,通過定製化做出優秀的產品,形成壁壘。
“ABCDE”的新技術生態正在形成
數字經濟的公司逐步構建“ABCDE”的新技術生態。“A”指的是算法,使用積累的數據需要算法的配合,輸入一些數據產生新的數據,不同算法的效率是不同的,產生不同的結果。“B”指的是大數據,多數情況下,輸入大量的數據,可以得到很好的經驗輸出。“C”指的是計算,“D”指的是行業,技術覆蓋到各行各業,才能產生好的效益,數字經濟面向不同的行業,每個行業有不同的特點。在“A”、“B”、“C”、“D”基礎上,構建“E”,即生態系統,各個部分通過數據相互聯通和協同,優化整個系統。針對算力,有邊端算力和雲端算力。邊端算力,在端側的算力,即泛在計算和普惠計算,具有實時性、可靠性、低延時的特點。雲端算力,包含異構計算和暴力計算,具有全局性、高效性和彈性的特點。
端與雲協同
數字經濟時代,我們完全有機會可以進入全球的前列。以前,雲端分開,而現在針對一個設備,可以達到雲端協同。典型代表是手機,手機是一個端設備,但當打開應用後,接入雲端,雲端協同後,將產生更大的效應。端側設備有現場、實時性、交互的特性,而云計算可以無限擴容,積累數據,兩者協同後,可以達到在線智能的效果。端雲一體後,對底層的架構提出了要求,阿里巴巴正在努力構建端雲一體的芯片基礎設施平臺。基於基礎設施平臺開發的產品,延伸雲端,具備雲端交互的能力,使得上層應該開發效率更高,以後硬件可類似軟件一樣快速迭代,硬件的技術壁壘將被打破,硬件將發揮全新的能力。
計算架構
2017年度的圖靈獎獲得者John Hennessy和David Patterson預測未來十年將是架構創新的十年,芯片將迎來新機遇。目前的芯片大多是通用芯片,未來芯片將有以下特點:一是軟硬結合,硬件處理能力強,功耗低,軟件靈活性好,如何協同軟硬件,是待解決的關鍵問題;二是面向領域,通用型芯片將追殲被面向領域的芯片取代,面向領域的芯片可更專業的服務於領域;三是開源架構,開源可以快速的驅動技術;四是敏捷開發,一般來說,芯片每十八個月迭代一次,芯片的開發需要預測下一年的行業變化。
平頭哥:物理世界數智化計算創新
平頭哥希望用芯片的技術拓展數字技術的邊界。芯片的水平、算力的水平、功耗的水平決定著應用,芯片的邊界被突破後,應用的邊界和數字化的邊界也將被打破。通過不斷創新芯片技術,賦能於使用芯片技術的合作伙伴,使得他們定義芯片服務於自己的產品,形成商業閉環。平頭哥做芯片規劃時,雲和端一體思考。如圖所示,雲端懸浮在芯片之上,芯片服務於各個行業,數據被傳入到雲端。雲端芯片為阿里雲打造更加高能效、安全和高算力的芯片,以提供更好的服務,降低雲計算的成本。期待各行業一起定製化端側芯片,端側芯片服務於各個行業,與雲端協同工作。針對雲端一體的佈局,阿里有三個產品進入市場,雲側產品——含光人工智能芯片,算力全球第一。端側有兩個產品,玄鐵CPU和無劍SoC芯片平臺。區別於傳統芯片,平頭哥通過應用驅動和開源開放請打造普惠芯生態。
含光——隨時隨地獲取雲上極致AI能力
含光800是高性能AI推理單芯片,75863IPS(每秒可以達到78563張圖片的AI算力,ResNet-50標準測試圖片)和500IPS/W(500張圖片/W)指標在全球遙遙領先。阿里雲基於此可以提供更好的服務,未來將有更多的芯片被應用在雲端,打造更安全、更高效、算力更為強的雲。
玄鐵嵌入式CPU:鍛造江湖神劍的基石
玄鐵嵌入式CPU分兩大類,第一類是完全自研的處理器-玄鐵8系列,已應用在多個領域,累計授權芯片累計出貨量達15億顆。在未來全球化進一步協同的背景下,基於RISC-V開源架構,目前已成功研發出三款處理器。其中玄鐵910是目前全球性能最好的RISC-V架構處理器,支持16核,單核性能達到7.1 Coremark/MHz,主頻達到2.5GHz。
無劍SoC平臺:助力芯片差異化
無劍SoC平臺具有云端一體、軟硬結合、全棧集成等特點,可將芯片研發週期縮短50%,開發成本降低50%,從而降低開發風險。針對微控制器、語音識別、視覺圖像領域,我們已推出了相應的SoC平臺。
半導體技術未來發展方向
半導體是先進的技術行業,需要不斷迭代,未來可能有以下五個方面的創新,一是新材料,硅材料、碳材料等可以提高芯片的性能和集成度。二是新芯片架構,未來十年是新芯片架構高速發展的黃金十年,同時是面向行業架構的黃金十年。三是先進封裝,原先是水平封裝,目前可使用縱向封裝。四是新存儲,計算和存儲是最為重要的兩個方向,新存儲技術在不斷創新。五是量子計算,量子問題突破以後,整個算力將大幅度提升。