英特尔在探索未来计算的路上砥砺前行

贾兰

自2015年开始，英特尔洞察数据发生的颠覆性变化，并提出数据将改变未来计算格局乃至整个世界。

数据洪流已將科技产业推向2020年代重要节点，数据的价值正逐步释放，如“石油”般宝贵的数据必将成为未来科技创新的命脉。然而面对近千亿智能设备所产生数据的多元化计算需求，任何单一的计算形态都不足以满足这项规模宏大的挑战。

自2017年起英特尔确立“以数据为中心”的战略转型目标，致力于释放数据指数级增长带来的无限潜能，以“六大技术支柱”的共同创新为突破口，为业界提供领先的数据处理、存储和传输的云到端产品与解决方案，为驱动科技发展与创新奠定基石。

英特尔中国研究院院长宋继强表示：“英特尔将坚持‘以数据为中心的战略，巩固与继续发展‘六大技术支柱的协同创新，为未来10年甚至更长远的未来数据世界奠定坚实的技术基石。”

数据与计算的变化

数据在过去30年间发生了3次重要的转变：起初数据以纯PC计算形式为主；2000年之后的10年则是PC计算、服务器和Web2.0时代共同产生；2010年之后数据辐射到了手机、汽车、云计算、IoT、区块链、智能生活和自动驾驶等方方面面。“计算机”变得无处不在，数据也为我们叩响了新世界的大门。

从数据量来说，根据IDC的报告，全球数据正以25 %增速呈指数级增长，数据量快速产生释放。从数据类型来说，由于产生来源不同，数据的形态日趋多元化，变得越来越复杂。由此，数据的规模和复杂性远远超出了当前分析、理解这些数据的能力，数据促使计算方式发生变革。然而，未经处理的数据毫无价值，只有将数据转化为业务价值，才能创造新的服务和体验。英特尔正是敏锐把握这些动向，从而准确抓住数据和计算变革的时代关口。

英特尔认为，人工智能、5G和边缘计算是当今三大转折性技术领域。这3项技术的交会与叠加催生了终端计算、边缘计算和云计算形态的变化，包含CPU，GPU，AI，FPGA在内的异构计算渐成趋势。

数据无处不在，多元化计算时代来临。从云到端，不仅仅是PC、服务器或其他设备，人工智能、云数据中心、物联网、下一代网络和自动驾驶等新型数据密集型工作负载不断涌现，正驱动计算架构快速演进并呈指数级扩展，异构计算日渐成为趋势，未来10年，架构创新将成为计算创新的关键驱动力。

英特尔如何变化

早在2017年英特尔便确立了“以数据为中心”的转型目标，围绕“以数据为中心”，英特尔在战略发布、战略收购、产品创新和生态合作4个方向上频频发力，在产品和技术上实现了更丰富的计算能力。

自2015年收购Altera起，英特尔先后收购了Nervana，Movidius，Mobileye，eASIC，NetSpeed Systems，Habana Labs，成为收购最频繁的科技巨头之一。结合战略发布、生态合作，英特尔每年带来惊人的产品创新能力。

根据Q3财报，英特尔以数据为中心业务营收已与PC业务持平。仅2019年11月，英特尔就连续发布了Nervana神经网络处理器NNP，Movidius Myriad视觉处理单元、基于Xe架构的通用GPU等令人振奋的产品，可以说英特尔通过丰富的产品布局已经牢牢掌握了下一个全新计算时代的主动权。

为了更好地面向新的计算时代，英特尔在2018年提出了“六大技术支柱”战略，从制程和封装、XPU架构、内存和存储、互连、安全和软件这6个方面确立了如何驱动未来的创新。

其中，作为英特尔“软件先行”战略的重要体现，oneAPI最重要的作用是统一和简化跨架构编程，将CPU，GPU，AI，FPGA等关键技术打通连接，使他们可以按照需求进行灵活组合，从而为客户提供跨架构、跨平台的组合式解决方案。

而异构整合EMIB和Foveros及2019年7月推出的Co-EMIB技术则从封装这个角度展现了英特尔基于六大支柱的创新能力。由该技术打造的Lakefield成为英特尔基于六大技术支柱探索超异构计算的开端。

不久前刚刚发布的极光（Aurora）超级计算机架构由史上首个百亿亿次级GPU打造，并得到7 nm、Foveros3D封装加持，充分展现了超异构计算的完整愿景。配合英特尔原本在固态存储、傲腾和3D NAND等方面的技术积累，英特尔技术能提供多元化的计算需求，完整构建了数据处理、存储和传输的全方位解决方案。

英特尔继续向前，探索未来计算

人脑的能耗只有20 W，仅用其中的部分能耗，人脑就能书写、绘画，可以较为轻松地识别分析很抽象的事物和情感，这是目前标准通用计算无法做到的。怎样将数十千瓦能耗的计算降低到人脑这种20 W的水平？必须要打破原有的规则，神经拟态计算出现到了人们的视野。

英特尔在2017年推出了Loihi神经拟态芯片，它内置了128个核，拥有13万个神经元和1.3亿突触，还包括了片上存储结构。能提供高度复杂的神经网络拓扑，支持多种学习模式的扩展和片上学习能力。Loihi系统部署学习机制后，它将边工作边学习边自行改进，这已经在向人脑的运行模式去靠拢。

目前神经拟态的应用领域相对比较集中，体现在智慧工厂、恶意软件检测和自适应假肢等方面。为了推动神经拟态的研究，英特尔牵头全球领先的大学、世界500强企业、政府实验室和各类初创公司约75家组织共同在INRC神经拟态研究社区开展合作。英特尔的神经拟态芯片、工具将与学术界、产业界共同合作前沿进展。

量子计算是近几年兴起的新兴领域，量子计算要达到的目的通常是处理那些标准计算无法解决的大规模计算问题。当然量子计算想要实现并不容易，量子计算中量子跃迁所需要量子位是脆弱的，跃迁结果难以被测试，也很容易受到条件因素改变而改变。

同时，量子位是不容易叠加新的态，或者让多个态之间进行纠缠的，如此一来量子位缺少数量优势，难以实现量子计算爆发的效率优势。制造更多的量子位，解决量子位的纠错，解决量子位之间的连接和测试问题，这是庞大而又系统性的工程。量子计算不管是创造更多的量子位还是监测量子跃迁状态，都需要在可测试的条件下进行，所以英特尔目前所做的主要是在不影响量子位和跃迁状态的情况下对量子位进行测试。

根据此路径，英特尔带来了首款49量子位超导量子测试芯片“Tangle Lake”，并打造了全球第一台低温晶圆探测仪，它也是目前量子计算首款测试工具。在2019年12月，英特尔推出首款低温量子位控制芯片，令量子位达到量子计算所需要的叠加态、纠缠态，可实现-269℃低温环境下工作。可以说英特尔的多项成果真正引领了量子计算前沿领域的突破。

面对刚刚到来的2020年，英特尔将坚持“以数据为中心”，释放数据指数级增长带来的无限潜能。依托于丰富的XPU产品组合，英特尔通过异构整合和oneAPI软件平台来推动实现超异构计算愿景。得益于六大技术支柱，英特尔能够为业界提供领先的技术实力，构建数据处理、存储和传输的完整解决方案。同时英特尔也将继续向前，在神经拟态计算、量子计算等前沿计算领域不断探索，引领技术创新大步向前。