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智東西1月2日消息，阿里達(dá)摩院發(fā)布2020十大科技趨勢：

1、人工智能從感知智能向認(rèn)知智能演進(jìn)；

2、計算存儲一體化突破AI算力瓶頸；

3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合；

4、機(jī)器間大規(guī)模協(xié)作成為可能；

5、模塊化降低芯片設(shè)計門檻；

6、規(guī)模化生產(chǎn)級區(qū)塊鏈應(yīng)用將走入大眾；

7、量子計算進(jìn)入攻堅期；

8、新材料推動半導(dǎo)體器件革新；

9、保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的AI技術(shù)將加速落地；

10、云成為IT技術(shù)創(chuàng)新的中心。

以下為十大趨勢的概要及解讀：

一、人工智能從感知智能向認(rèn)知智能演進(jìn)

人工智能在聽、說、看等感知智能領(lǐng)域已達(dá)到或超越人類水準(zhǔn)，但在需要外部知識、邏輯推理或者領(lǐng)域遷移的認(rèn)知智能領(lǐng)域還處于初級階段。

實(shí)現(xiàn)認(rèn)知智能是當(dāng)下人工智能研究的核心，也是未來人工智能熱潮進(jìn)一步打開天花板、形成更大產(chǎn)業(yè)規(guī)模的關(guān)鍵。

認(rèn)知智能將結(jié)合人腦推理過程，進(jìn)一步解決復(fù)雜的閱讀理解問題和少樣本的知識圖譜推理問題，協(xié)同結(jié)構(gòu)化的推理過程和非結(jié)構(gòu)化的語義理解，以及多模態(tài)預(yù)訓(xùn)練問題。

認(rèn)知智能的出現(xiàn)使得AI系統(tǒng)主動了解事物發(fā)展的背后規(guī)律和因果關(guān)系、而不再只是簡單的統(tǒng)計擬合，從而進(jìn)一步推動下一代具有自主意識的AI系統(tǒng)。

二、計算存儲一體化突破AI算力瓶頸

傳統(tǒng)馮·諾依曼計算機(jī)架構(gòu)中存儲單元和計算單元分離，而在大數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能時代，AI運(yùn)算中數(shù)據(jù)搬運(yùn)更加頻繁，導(dǎo)致算力瓶頸和功耗瓶頸成為對更先進(jìn)算法的限制因素，形成“內(nèi)存墻”問題。

人工智能要進(jìn)一步突破，必須采用新的計算架構(gòu)來解決這一瓶頸，而類似于人腦的計算存儲一體化能顯著減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)，極大提高計算并行度和能效，成為下一代AI系統(tǒng)的入口。

廣義上計算存儲一體化計算架構(gòu)的發(fā)展，近期策略關(guān)鍵在于通過芯片設(shè)計、集成、封裝技術(shù)拉近存儲單元與計算單元的距離，增加帶寬，降低數(shù)據(jù)搬運(yùn)的代價，緩解由于數(shù)據(jù)搬運(yùn)產(chǎn)生的瓶頸。

中期規(guī)劃，通過架構(gòu)方面的創(chuàng)新，設(shè)存儲器于計算單元中或者置計算單元于存儲模塊內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)計算和存儲融合。

遠(yuǎn)期展望，通過器件層面的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)器件即是存儲單元也是計算單元，不分彼此，融合一體，成為真正的計算存儲一體化。

計算存儲一體化的出現(xiàn)將通過迫使產(chǎn)業(yè)升級，重構(gòu)現(xiàn)在處理器和存儲器的相對壟斷的產(chǎn)業(yè)格局。在此過程中，可幫助更多芯片行業(yè)中小企業(yè)發(fā)展，為國產(chǎn)芯片彎道超車創(chuàng)造了機(jī)會。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合

5G、IoT設(shè)備、云計算、邊緣計算的迅速發(fā)展將推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合，實(shí)現(xiàn)工控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的智能化融合。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要解決三個問題：

（1）將制造企業(yè)內(nèi)部的IT軟件系統(tǒng)與OT設(shè)備系統(tǒng)打通，進(jìn)行自動派單，實(shí)現(xiàn)柔性制造；

（2）在工廠外實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化組合；（3）產(chǎn)品的設(shè)計和產(chǎn)品生命周期的管理。

隨著5G和邊緣計算以及IoT PaaS的成熟以及區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)步，可以突破單個工廠的限制，將價值網(wǎng)絡(luò)中的上下游企業(yè)工廠的制造系統(tǒng)連接起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠上下游制造產(chǎn)線的實(shí)時調(diào)整和協(xié)同，避免不必要的生產(chǎn)和庫存。

工業(yè)系統(tǒng)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接起來，大幅提升工廠的生產(chǎn)效率及企業(yè)的盈利能力，如果按照提高5%-10%的效率計算，就會產(chǎn)生2-4萬億人民幣的價值。

四、機(jī)器間大規(guī)模協(xié)作成為可能

在大規(guī)模智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中，機(jī)器與機(jī)器之間的交流與協(xié)作將十分重要。這種協(xié)作將優(yōu)化整體的長期目標(biāo)，涌現(xiàn)群智，從而進(jìn)一步將智能系統(tǒng)的價值規(guī)?；糯?。

傳統(tǒng)單體智能無法滿足大規(guī)模智能設(shè)備的實(shí)時感知、決策。物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同感知技術(shù)、5G通信技術(shù)的發(fā)展將實(shí)現(xiàn)多個智能體之間的協(xié)同。

多智能體協(xié)同及群體智能這樣全新的人工智能范式的發(fā)展和普及，將會帶來整個經(jīng)濟(jì)社會的升級，讓人工智能不再只是單個的工具，而是協(xié)調(diào)整個人類工作生活網(wǎng)絡(luò)的核心系統(tǒng)。

五、模塊化降低芯片設(shè)計門檻

傳統(tǒng)芯片設(shè)計模式無法高效應(yīng)對快速迭代、定制化與碎片化的芯片需求。芯片行業(yè)格局正逐漸被比市場靈敏度、比需求適配、比速度和價格的“快魚吃慢魚”格局所取代。

在應(yīng)用驅(qū)動的趨勢下，誰能快速推出專用芯片，就能搶占市場先機(jī)。越來越多的系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)公司在推出專用芯片。

現(xiàn)有的芯片設(shè)計模式存在研發(fā)成本高、周期長等問題，開發(fā)一款中檔芯片，往往需要數(shù)百人、數(shù)千萬甚至上億美元的研發(fā)投入，受到成本和市場壓力的驅(qū)使，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在積極尋找新的芯片開發(fā)模式，來滿足低成本、快速的需求。

近年來，以RISC-V為代表的開放指令集及其相應(yīng)的開源SoC芯片設(shè)計、高級抽象硬件描述語言和基于IP的模板化芯片設(shè)計方法，推動了芯片敏捷設(shè)計方法與開源芯片生態(tài)的快速發(fā)展，越來越多芯片企業(yè)開始嘗試開源硬件架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。

此外，基于芯粒（chiplet）的模塊化設(shè)計方法正成為新的行業(yè)趨勢，它用先進(jìn)封裝的方式將不同功能“芯片模塊”封裝在一起，可跳過流片快速定制出一個符合應(yīng)用需求的芯片，進(jìn)一步加快了芯片的交付。

未來計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可能不是由單獨(dú)封裝的芯片制造的，而是在一塊較大的硅片上互連成芯片網(wǎng)絡(luò)的Chiplets制造的。

六、規(guī)?；a(chǎn)級區(qū)塊鏈應(yīng)用將走入大眾

2019年是區(qū)塊鏈里程碑的一年，區(qū)塊鏈技術(shù)正式被定位為國家戰(zhàn)略，為區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打開了巨大的想象空間。

區(qū)塊鏈的路線之爭逐步清晰，從顛覆到補(bǔ)充，從去中心到去中介，聯(lián)盟鏈架構(gòu)成為行業(yè)主流技術(shù)路線。

展望2020你那，區(qū)塊鏈BaaS（Blockchain as a Service）服務(wù)將進(jìn)一步降低企業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的門檻，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的“局域網(wǎng)”和“數(shù)據(jù)孤島”問題將被新型的通用跨鏈技術(shù)所解決。

專為區(qū)塊鏈設(shè)計的端、云、鏈各類固化核心算法的硬件芯片等也將應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)物理世界資產(chǎn)與鏈上資產(chǎn)的錨定，進(jìn)一步拓展價值互聯(lián)網(wǎng)的邊界、實(shí)現(xiàn)萬鏈互聯(lián)。

未來將涌現(xiàn)大批創(chuàng)新區(qū)塊鏈應(yīng)用場景以及跨行業(yè)、跨生態(tài)的多維協(xié)作，日活千萬以上的規(guī)?；a(chǎn)級區(qū)塊鏈應(yīng)用將會走入大眾。

七、量子計算進(jìn)入攻堅期

2019年，“量子霸權(quán)”之爭讓量子計算在再次成為世界科技焦點(diǎn)。

谷歌在硬件上的進(jìn)展大大增強(qiáng)了行業(yè)對超導(dǎo)路線和對大規(guī)模量子計算實(shí)現(xiàn)步伐的樂觀預(yù)期。2020年的量子計算將蓬勃發(fā)展，主要特點(diǎn)是技術(shù)上進(jìn)入攻堅和產(chǎn)業(yè)化的加速階段。

技術(shù)方面，超導(dǎo)量子計算仍將繼續(xù)占據(jù)中心舞臺，并對其他硬件路線造成嚴(yán)峻的壓力。

作為兩個最關(guān)鍵的技術(shù)里程碑，容錯量子計算和演示實(shí)用量子優(yōu)勢將是量子計算實(shí)用化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。未來幾年內(nèi)，真正達(dá)到其中任何一個目標(biāo)都十分艱巨，量子計算將進(jìn)入技術(shù)攻堅期。

產(chǎn)業(yè)和生態(tài)方面，政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的規(guī)劃和投入將升級、擴(kuò)大。競爭將在多個維度激化：領(lǐng)軍團(tuán)隊規(guī)模擴(kuò)充的同時透明性下降；人為設(shè)障的風(fēng)險上升。

產(chǎn)業(yè)分工將進(jìn)一步細(xì)化：制冷、微波、低溫電子控制、設(shè)計自動化、制備代工等領(lǐng)域在資本推動、政策扶植和生態(tài)滋養(yǎng)下蓬勃發(fā)展。各行龍頭企業(yè)會加力探索應(yīng)用，助長算法和軟件。

八、新材料推動半導(dǎo)體器件革新

在摩爾定律放緩以及算力和存儲需求爆發(fā)的雙重壓力下，以硅為主體的經(jīng)典晶體管很難維持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各大半導(dǎo)體廠商對于3nm以下的芯片走向都沒有明確的答案。

一個可以確定的趨勢是，越來越多新材料將通過全新物理機(jī)制實(shí)現(xiàn)全新的邏輯、存儲及互聯(lián)概念和器件，推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的革新。

從近期來看，新材料如鍺和III-V族材料可能會代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅作為晶體管的通道材料以提升晶體管的速度。

從更長遠(yuǎn)的角度來看，更具挑戰(zhàn)性的材料及全新的物理機(jī)制將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠保持甚至加速指數(shù)式的增長的關(guān)鍵。

材料的生長、器件的制備以及電路的工作原理都會發(fā)生根本性的變化。這對設(shè)備廠商，晶圓廠及電路設(shè)計公司都會帶來歷史性的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，也會為新興的公司及產(chǎn)業(yè)提供振奮人心的發(fā)展機(jī)會。

九、保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的AI技術(shù)將加速落地

數(shù)據(jù)流通所產(chǎn)生的合規(guī)成本越來越高，大量的數(shù)據(jù)因需依法保護(hù)而無法被聯(lián)合在一起計算。

使用AI技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)隱私正在成為新的技術(shù)熱點(diǎn)，其能夠在保證各方數(shù)據(jù)安全和隱私的同時，聯(lián)合使用方實(shí)現(xiàn)特定計算，解決數(shù)據(jù)孤島以及數(shù)據(jù)共享可信程度低的問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值。

保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的AI安全技術(shù)可通過多種技術(shù)結(jié)合保護(hù)數(shù)據(jù)安全，包括安全多方計算、差分隱私、同態(tài)加密、混淆電路、加密搜索與計算、可信軟硬件等；也可利用人工智能保障模型魯棒與安全性，如模型加固、數(shù)據(jù)毒化防御、對抗性樣本防御等。

十、云成為IT技術(shù)創(chuàng)新的中心

云已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過IT基礎(chǔ)設(shè)施的范疇，漸漸演變成所有IT技術(shù)創(chuàng)新的中心。

云已經(jīng)貫穿新型芯片、新型數(shù)據(jù)庫、自驅(qū)動自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、量子計算整個IT技術(shù)鏈路。

云計算的含義不斷擴(kuò)展，這使得廣義上的云計算成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施。

在All-in-Cloud的時代，基于軟硬一體化重新設(shè)計的云計算基礎(chǔ)設(shè)施以及通過云原生的嶄新資源交付方式，在提高計算效率、易用性的同時降低計算和運(yùn)維成本，進(jìn)一步鞏固云成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代基礎(chǔ)設(shè)施。