构建面向元宇宙的算力技术体系——元宇宙共识大会演讲稿

编者按

2022年5月27-29日，由中国移联元宇宙产业委组织的元宇宙共识大会隆重召开。作为元宇宙产业委常务委员，我应邀发表了主题为《构建面向元宇宙的算力技术体系》的演讲。

元宇宙产业委叶毓睿专家组织编写的一本新书《元宇宙十大技术》，即将在7月份正式出版，这本书得到了多位院士和众多专家的认可和推荐。我在其中负责了算力章节的撰写，本演讲稿也和章节内容相互呼应。

关于元宇宙算力的想法，也是我们团队在研发“基于软硬件融合架构的超异构计算芯片”时的一些深度思考：面对层出不穷的应用热点及其快速迭代，底层的算力芯片和基础设施如何更快更好的支撑上层应用的发展。

演讲的内容全文如下，欢迎大家更多的探讨。

（正文）

各位专家、教授、嘉宾，以及元宇宙共识大会的组织者们，

大家上午好！

很荣幸能有这个机会，跟大家分享我对元宇宙算力的一些粗浅看法，我演讲的题目是《构建面向元宇宙的算力技术体系》。最近，元宇宙产业委将重磅发布叶毓睿专家组织编写的一本新书《元宇宙十大技术》，这本书也得到了多位院士的认可和推荐，我负责其中算力章节的撰写，欢迎大家关注。

元宇宙算力这个话题，挑战很大，做这个演讲，我也十分忐忑。一方面，元宇宙算力涉及的技术领域繁多，我个人知识和精力有限，对这些技术领域无法一一熟知。另一方面，元宇宙仍在快速演进，未来发展，众说纷纭。支撑元宇宙的算力技术，也因此，仍在持续演进。

目前，针对元宇宙特定场景计算进行的各类优化创新，都是一个个孤岛，算力价值难以充分发挥。要想实现符合元宇宙发展的算力技术体系，不仅仅需要应用算法、系统架构、工艺封装等全方位的巨大创新，还需要站在更宏观更系统的角度，把各个层次、各个方向的创新进行充分的整合。

一切系统的运行，都可以归一到计算。对算力的追求，永无止境。元宇宙，也不例外。Intel SVP拉加·库德里表示：要想实现元宇宙级别的用户体验，算力要再提升1000倍。

受限于篇幅，关于算力提升，我们无法展开来讲。在这里主要讲三件事情：

• 一个是二八定律。用户只关心自己的应用，而应用通常只占系统的20%，另外80%用户不关心的也相对确定的部分，可以通过硬件加速来优化性能。
• 另一个是系统沉淀。很多原本属于应用层的工作任务，随着时间推移，越来越成熟，逐渐的沉淀成了基础设施。这些工作任务可以通过硬件加速来优化性能。最典型的场景是AI推理，现在已经成为了基础的服务，供不同的应用调用。
• 还有一个是宏观规模。单个用户应用的规模可能不大，但因为云计算的超大规模和多租户，很多相似的用户应用其总和规模足够庞大，因此，也可以通过GPU、FPGA或专用芯片的方式进行加速优化。

当然，要构建满足元宇宙发展的算力技术体系，只考虑算力本身，还远远不够。

元宇宙是数以亿计设备组成的规模庞大的系统，这对计算形成了新的挑战：

• 首先，计算的任务，需要跨越不同厂家、不同架构处理器平台运行。
• 其次，计算的位置，需要跨不同地理位置的、不同运营商的云或边缘数据中心，甚至跨不同厂家的、不同种类的终端设备。
• 最后，计算的交互，需要跨越虚拟和现实。交互，是元宇宙用户体验的核心，决定了能否真正走进元宇宙时代。交互，需要高带宽、低延迟、快速响应并且长久保持；交互，需要跨越不同的实体模型、不同的硬件设备以及不同的交互方式。

更大规模、更多数量的数据中心，数以亿计的各类终端接入，也使得元宇宙计算，涌现出许多新的特征：

• 首先是软硬件分离。传统的系统，软件附着于硬件存在。而在元宇宙时代，软件实体和硬件平台是完全分离的，软件可以在不同的硬件平台运行。
• 其次是集中和分布共存。系统越来越复杂，计算架构越来越多，设备形态也越来越多，宏观系统是集中和分布并存，甚至两相融合。
• 再次是微观的超异构计算。从单兵作战到团队协作，超异构计算可以实现既超高算力又通用灵活。
• 最后是宏观的跨平台融合。上层的应用，需要跨不同厂家的CPU、GPU、DSA等处理引擎，来实现应用复用、跨设备迁移和运行。

元宇宙需要本质创新的技术，需要宏观的、系统的思考业务需求、产品定义、系统架构和设计实现：

• 首先，是器件工艺创新。通过工艺进步、3D堆叠以及Chiplet封装，支撑超大规模计算。未来，量子工艺代替现在的CMOS工艺，可以实现更高速率，更大规模的计算。
• 其实，是系统架构创新。通过软件和硬件深度融合的技术创新，可以实现性能大幅提升的同时，不损失系统的通用灵活性。
• 再次，是开放生态。通过标准的接口和开放的生态，更好的支持跨平台应用，更好的支持云网边端融合。
• 最后，是安全可信的计算。通过区块链和可信计算技术，构建安全可信的计算平台，让“元宇宙运行规则”牢不可破、坚不可摧。

本次演讲主要是抛砖引玉，期望看到更多优秀的元宇宙算力相关的文章、技术、产品和解决方案。也希望认识更多的朋友，大家一起努力，为元宇宙底层芯片及算力基础设施贡献价值，助力元宇宙蓬勃发展。

我的演讲就到这里，谢谢大家！

（全文完）

个人介绍

黄朝波

• 上海矩向科技CEO。矩向科技致力于为互联网、云计算、边缘计算等客户提供开放的、平台化的、性能极致的、成本优化的通用超异构处理器及解决方案，帮助客户快速提升基础设施算力，帮助客户实现自身业务的快速创新和演进。创新的“基于软硬件融合的超异构计算架构”，不仅可以做到性能多个数量级提升，还可以提供接近于CPU的可编程性、扩展性和易用性。
• 《软硬件融合》图书及公众号作者，软硬件融合理念的倡导者和践行者。致力于相关技术的宣传、交流和传播；也为计算机系统结构创新，以及更好的支持上层应用发展，贡献力量。
• 芯片及互联网15年以上工作经验，6项授权发明专利。UCloud芯片研发负责人，物联网及边缘计算创业经历，Marvell高性能CPU多核设计，Simplight自主CPU及4G SOC芯片设计。
• 本科毕业于西北工业大学，研究生毕业于国防科技大学，研究生学习期间有幸参与“飞腾”处理器研发。
• 中国计算机学会高级会员。
• 中移联元宇宙产业委员会常务委员。