随着2020年的到来,也意味着我们来到了一个新的年代,开启了下一个十年。近日,阿里巴巴达摩院发布了2020年十大科技趋势,这也是继2019年后该研究机构第二次预测年度科技趋势,让我们知道多个领域将会出现的颠覆性技术。

趋势1AI从感知智能认知智能演进

近年,人工智能(Artificial Intelligence)已经在听、说、看等感知智能领域达到或超越人类水准,但在外部知识、逻辑推理或领域迁移的认知智能还处于初级阶段。AI 2.0将更多地基于数据,将非结构化的数据转变为结构化的知识,做真正意义上的认知之智能(Cognitive Intelligence)。

它将从认知心理学、脑科学及人类社会历史中学习,并结合跨领域知识图谱、因果推理、持续学习等技术,建立获取和表达只是的机制。这使得知识能够被机器理解和运用,实现从感知到认知智能的演进。简单来说,AI 1.0仅能够简单地认知和吸收数据,而AI 2.0将学会把数据化为知识,学会思考。

趋势2:计算储存一体化突破AI算力瓶颈

在大数据驱动的AI时代,AI运算中数据搬运更加频繁,需要储存和处理的数据量远大于前。由于算力瓶颈以及功耗瓶颈,经典的冯诺伊曼(Von Neumann)架构的储存和计算分离,已经不适合数据驱动的人工智能应用需求。就好像一台马力强大的发动机,却因为输油管的窄小而没有得到相对的动力。

未来,类似于脑神经结构的存内计算架构(Processing-in-Memory, PIM)将数据储存单元和设计融合一体,能减少数据搬运,提升计算运行的效用。因此,计算储存一体化在硬件架构方面的革新,将突破AI算力瓶颈。

趋势3:工业互联网的超融合

现有的工业系统之间的通信,主要依赖有线通信来屏蔽噪声和保障低延迟。超融合简单来说,就是能够让工业在同意服务器平台上运行基础设施运,消除了低效环节及加快计算速度。5G、loT设备、云计算、边缘计算的发展将推动工业互联网的超融合,意味着制造企业的自动化将实现,工厂上下能实时进行调整和协同。这将大幅度提升工厂的生产效率及企业的盈利能力。

趋势4:机器间大规模协作变得可能

万物互联(loT)的概念提出,大量的智能设备被连接起来,形成一个智能设备网络,实现信息共享、统一控制。随着loT协同感知技术及5G通信的发展,机器彼此合作、相互竞争共同完成目标任务变得可能。例如,大规模智能交通灯实现实时动态调整、仓储机器人协作完成货物分、无人驾驶车可感知全局路况等,都属于智能之间的大规模协作。

趋势5:模块化降低芯片设计门槛

现有的芯片设计模式存在研发成本高、周期长的问题,严重阻碍了芯片创新速度。近年来,以RISC-V为代表的开放指令集和SoC芯片设计、以Chisel为代表的高级抽象硬件描述语言和基于IP的模块化模板化的芯片设计方式,推动了芯片芯片敏捷设计方法与开源芯片生态的快速发展。

模块化的芯片技术指的是像搭积木一样,组装芯片。因此,基于小芯片(chiplet)的模块化设计方法,用先进的封装方式将不同功能的“芯片模块”组装在一起,加速定制芯片。

趋势6:规模化生产级区块链应用将走入大众

区块链即服务(Blockchain as a Service, Baas)将进一步降低企业应用区块链技术的门槛,为区块链而设计的端(terminals)、云(cloud)、链各类固化核心算法的硬件芯片也将应运而生。4G时代是互联网的活跃用户是繁荣的标志,而如今的数字经济时代,面对海量的用户市场,将会大量涌现创新区块链应用场景及跨行业、跨生态的多维协作。因此,一批日均活跃用户达千万以上的规模化生产级区块链应用将会走入大众。

趋势7:量子计算(Quantum Computing)的关键时期

2019年,Google宣称达到“量子霸权”的里程碑,即其量子计算器件能执行一个任何经典计算机都无法完成的任务。2020年的量子计算领域将会蓬勃发展,主要特点是技术上进入攻坚和产业化的加速阶段。其中有两个最关键的技术将成为量子计算实用化的转折点,分别是容错(fault-toleration)量子计算和演示实用量子优势。在未来几年内,真正达到其中一个技术都将是非常困难的任务,量子计算也进入了关键时期

趋势8:新材料推动半导体器件革新

半个世纪以来,半导体产业都在接力遵循摩尔定律(Moore‘s Law),取得了巨大经济效益的同时也改变了人类社会发展模式。AI和大数据的兴起不仅带来了更多创新,也导致半导体产业的发展面临Moore‘s Law放缓引发的产品生基困难,和大数据引起的算力和储存需求的爆发。

因此,以硅为主体的经典晶体管缩放已经难以维持,而新材料将通过全新物理机制实现全新的洛基、储存及互联概念和期间,推动半导体产业革新。例如,拓扑绝缘体(topological insulators)、二维超导材料(two-dimensional superconducting materials)等能够实现无损耗的电子和自旋输运,可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础新材料和新机制都将对传统的半导体产业进行全面洗牌。

趋势9:保护数据隐私的AI技术将加速落地

数字经济时代,数据成为社会经济发展的新生产要素,然而企业数字化建设过程中,由于规划、生基、管理等方面的问题,导致业务系统在功能上不互联,系统之间容易形成数据孤岛(data silos)。数据流通所产生的合规成本越来越高,使用AI技术保护数据隐私正成为新的技术热点。这项技术能够在确保各方数据安全和隐私的同时,联合使用实现特定计算,解决数据孤岛单位以及数据共享可信度低的问题,实现数据价值。

趋势10:云(Cloud)成为IT技术创新的中心

随着云(Cloud)技术的深入发展,云已经远超资讯科技(IT)技术基础设施的范畴,逐渐演变成所有资讯科技创新的中心。传统IT范式出现失速,云计算不但成为传统IT的颠覆者,传统IT接口开始被云端接口替代。

此外,云也正在重新定于IT的一切,它已贯穿了新型芯片、新型数据库、自动驱动适应的网络、大数据、AIloT、区块链、量子计算等整个IT技术链路。此外,云也衍生了无服务器计算、云原生软件架构、智能自动化运维等全新技术模式。All in Cloud时代已来临,云让数据化生产的门槛大幅度降低,成为整个数字经济的基础设施。

新生代黑科技已经来势汹汹了,不晓得未来的科技世界将会是一个怎样的面貌呢?我们一起谈谈吧!

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