求生存也要仰望星空：華為勾勒邁向智能世界2030的9大技術(shù)挑戰與研究方向

4月13日哲學(xué)家黑格爾曾說(shuō)：“一個(gè)民族只有有那些關(guān)注天空的人，這個(gè)民族才有希望。如果一個(gè)民族只是關(guān)心眼下腳下的事情，這個(gè)民族是沒(méi)有未來(lái)的?！?/p>

今天，就在外界都以為重壓之下的華為還在努力追求當下的生存之時(shí)，華為董事、戰略研究院院長(cháng)徐文偉在2021華為全球分析師大會(huì )上的一個(gè)發(fā)布，向來(lái)自全球的400多名行業(yè)分析師、財經(jīng)分析師、各行業(yè)意見(jiàn)領(lǐng)袖及媒體展示了一個(gè)“仰望星空”的華為。

在題為“邁向智能世界2030——技術(shù)挑戰與研究方向”的開(kāi)場(chǎng)主題演講中，他從人類(lèi)社會(huì )發(fā)展面臨的兩大根本主題出發(fā)，給出了華為心目中的三個(gè)可持續發(fā)展之道，并基于世界構成的三要素，洞察總結出未來(lái)十年人們需要突破的九大技術(shù)挑戰和研究方向，展示了華為心目中未來(lái)十年全產(chǎn)業(yè)需要努力到達的“詩(shī)與遠方”。

最后他呼吁產(chǎn)、學(xué)、研各界精誠合作，以開(kāi)放包容、協(xié)同創(chuàng )新的機制，匯集全人類(lèi)的智慧和創(chuàng )新能力滿(mǎn)足需求并解決問(wèn)題——這與當下某些國家制造割裂、“逆全球化”的做法形成強烈反差，引發(fā)線(xiàn)上線(xiàn)下廣大與會(huì )者的熱烈反響！

人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的兩大根本主題，與華為眼中的三個(gè)可持續發(fā)展之道

徐文偉開(kāi)篇明義指出，人口老年化與能源消耗加快是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展面臨的兩大主題挑戰。

聯(lián)合國報告顯示，2030年全球將有86億人口，其中65歲以上人口占比將超過(guò)12%，25歲以下的人口比例則持續下降，由此帶來(lái)的人口老齡化和勞動(dòng)力不足將成為社會(huì )發(fā)展的巨大挑戰。

與此同時(shí)，全球能源消耗卻正以每年1.7%的速度在快速增長(cháng)。報告統計自18世紀以來(lái)，人類(lèi)能源消耗增長(cháng)了22倍，其中不可再生的化石能源占比高達85%，而其他新興能源還沒(méi)做好擔當主力的準備。

面對這兩大根本挑戰，徐文偉認為低碳化、電氣化、智能化是可持續發(fā)展的必由之路，而且未來(lái)十年內就必須做出較大的成績(jì)。

華為預測，2030年以太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電為代表的可再生能源占比將超過(guò)50%；電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量占比將超過(guò)50%，使得電氣出行成為主力；家用智能機器人使用率將超過(guò)18%，AI將大幅解放生產(chǎn)力和提高生產(chǎn)效率。

突破極限擁抱未來(lái)，需從世界構成的三要素理解未來(lái)挑戰與方向

同時(shí)需要注意的是，今天的努力不僅僅是為了解決過(guò)去的問(wèn)題，不能忘記當下的世界也正在高速發(fā)展，人們對更強能力、更高效率、更佳體驗的追求越演越烈，永無(wú)止境，這要求產(chǎn)業(yè)各界立足當下做面向未來(lái)的規劃時(shí)必須不斷突破極限，擁抱未來(lái)。

徐文偉強調，人類(lèi)以及人類(lèi)通過(guò)使用當前科技手段而獲得的能力，與自然界的其他動(dòng)物相比，并不總是領(lǐng)先。比如，雖然現在手機攝像頭的能力已經(jīng)達到100倍變焦，但是離蜘蛛肉眼對物體輪廓和運動(dòng)計算能力還有很大差距。如果能學(xué)到蜘蛛眼睛的能力，那么就可以制造出滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛需求的更好的攝像頭。

再比如，螞蟻僅用0.2毫瓦的功耗，就可以做包括打洞筑巢、交朋友、打架和養蚜蟲(chóng)等很多事，其計算效率遠超現在A(yíng)I領(lǐng)域的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )訓練。如果可以深入學(xué)習和借鑒螞蟻大腦的運作方式，業(yè)界或可發(fā)現更低功耗、更高效率的新型計算。

如是種種，人們總是希望擺脫身體的限制，提升感知能力；超越生物的智慧，實(shí)現新的計算；跨越空間的障礙，實(shí)現身臨其境；拓展認知的極限，開(kāi)發(fā)介觀(guān)（介于宏觀(guān)和微觀(guān)之間的狀態(tài)）器件……最終獲得能力、效率、體驗的不斷升級。

未來(lái)是廣袤無(wú)垠的星辰大海，那么如何開(kāi)啟通往未來(lái)的道路呢？徐文偉認為可以從世界構成的三要素去理解未來(lái)的挑戰與方向。他指出，物質(zhì)、能量、信息是世界構成的三要素，是人們把握未來(lái)挑戰和方向的出發(fā)點(diǎn)。物質(zhì)是本源的存在，能量是運動(dòng)的存在，信息是聯(lián)系的存在。

展望2030年，聯(lián)接數量將達到千億級，5G速度將達到10Gbps，算力將實(shí)現100倍提升，存儲能力將實(shí)現100倍提升，可再生能源的使用將超過(guò)50%……這要求，圍繞信息和能量產(chǎn)生、傳送、處理和使用的全流程，技術(shù)都需要不斷演進(jìn)以提供支撐。

9大技術(shù)挑戰和發(fā)展方向，讓聯(lián)接更強、計算更快、體驗更好、能源更綠

基于上述邏輯與預測，徐文偉發(fā)布了華為眼中未來(lái)十年的9大技術(shù)挑戰和發(fā)展方向，包括：

挑戰1：定義5.5G，支撐未來(lái)千億規模的多樣性聯(lián)接；

挑戰2：在納米尺度上駕馭光、實(shí)現光纖容量指數級增長(cháng)；

挑戰3：走向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議必須優(yōu)化；

挑戰4：通用算力遠遠跟不上智能世界的需求，必須打造超級算力；

挑戰5：從海量多模態(tài)的數據中高效地進(jìn)行知識提取，實(shí)現行業(yè)AI的關(guān)鍵突破；

挑戰6：突破馮諾依曼限制，構建百倍密度增長(cháng)的新型存儲；

挑戰7：將計算與感知結合，實(shí)現多模交互的超現實(shí)體驗；

挑戰8：通過(guò)連續性的健康監測實(shí)現主動(dòng)健康管理；

挑戰9：構建智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現綠色發(fā)電、綠色儲電和綠色用電。

歸納總結這9大技術(shù)挑戰和發(fā)展方向，不難發(fā)現其目的就是讓聯(lián)接更強、計算更快、體驗更好、能源更綠，滿(mǎn)足人們面向智能世界2030的訴求。

首先看聯(lián)接。挑戰1、2、3分別是從聯(lián)接數量、聯(lián)接容量、聯(lián)接協(xié)議三個(gè)層面去識別技術(shù)挑戰和探尋發(fā)展方向的。

數量的挑戰來(lái)自萬(wàn)物互聯(lián)，這要求不僅要聯(lián)接所有的人，還要聯(lián)接海量的物，而連接物的需求是多種多樣的，需要多樣性的聯(lián)接。以5G為例，面向智能世界2030，當前5G定義的三大場(chǎng)景（對應三大能力）很難支撐多樣性的物聯(lián)場(chǎng)景需求，對那些同時(shí)需要兩種能力的場(chǎng)景（比如某些工業(yè)物聯(lián)應用既要海量聯(lián)接又要上行大帶寬），必須增加新的能力。華為倡導的應對方案是定義5.5G，把5G場(chǎng)景“三角形”變成5.5G場(chǎng)景“六邊形”，新增UCBC（上行超寬帶）、RTBC（實(shí)時(shí)寬帶交互）、HCS場(chǎng)景（通信感知融合），從而更好地支持多樣性聯(lián)接。

容量的挑戰來(lái)自大帶寬/超大帶寬應用的發(fā)展普及，包括4K/8K超高清視頻、VR/AR/MR等應用，它們對作為聯(lián)接骨干的光纖提出了挑戰。比如，當前一根光纖可承載100萬(wàn)人觀(guān)看4K視頻，到2030年要承載100萬(wàn)人欣賞MR，單纖容量要提升10倍，超越100T。對此華為倡導在納米尺度上駕馭光，端到端、多維度創(chuàng )新光纖通信技術(shù)，實(shí)現單纖容量十倍甚至百倍增長(cháng)。

協(xié)議的挑戰來(lái)自產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的更高要求，包括確定性、安全性、靈活性等，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議必須實(shí)現從消費互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的盡力而為升級到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的端到端SLA、靈活定義IP地址長(cháng)短等能力，才能聯(lián)接一切事物。

其次看計算。智能世界，如果說(shuō)聯(lián)接決定了廣度，那么計算便決定了強度。挑戰4、5、6是正從計算所需的算力、AI、數據存儲角度去識別技術(shù)挑戰和找尋發(fā)展方向的。

算力層面，面向2030，算力需求將增長(cháng)100倍，但當前單核CPU性能每年提升率已從50%下降到10%，并且通用計算在特定領(lǐng)域效率低下，無(wú)法提供超級算力以支撐智能世界的運算需求。為此華為倡導一方面在數字計算維度構建CPU、GPU、xPU共存的多樣性算力，另一方面也探索諸如光子計算等模擬計算在特定領(lǐng)域的應用。

AI層面，智能世界離不開(kāi)AI， AI應用碎片性與AI的可信問(wèn)題不可回避。華為倡導通過(guò)構建通用的AI系統、把AI與科學(xué)計算交匯、打造可信AI等方式，從海量多模態(tài)的數據中高效地進(jìn)行知識提取，實(shí)現行業(yè)AI的關(guān)鍵突破。

數據存儲層面，面對智能世界2030的數據大爆炸，存儲需要存得下、用得好，這要求當前存儲系統單位空間和能耗下的存儲密度要提升100倍，PB級數據訪(fǎng)問(wèn)帶寬的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)延要從ms級降到us級，性能密度提升百倍。為此華為倡導通過(guò)存儲介質(zhì)和存儲架構創(chuàng )新，打破容量墻、性能強，構建百倍密度增長(cháng)的新型存儲系統。

再次看用戶(hù)體驗。挑戰7、8分別從極致用戶(hù)體驗和生命健康關(guān)懷的角度識別了技術(shù)挑戰和發(fā)展方向。

極致用戶(hù)體驗層面，毫無(wú)疑問(wèn)，智能世界的體驗將更上一層樓，超現實(shí)體驗將成為現實(shí)。所謂超現實(shí)體驗，就是虛擬世界與真實(shí)世界的無(wú)縫融合，打通聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)，實(shí)現人與數百種邊緣設備之間的多模交互，準確地感知和還原世界，并在虛實(shí)結合的世界中理解用戶(hù)的意圖。為實(shí)現目標，華為倡導將用戶(hù)所處的環(huán)境整體作為一個(gè)超級計算機對待，依托語(yǔ)言、觸覺(jué)、光感、腦機等多模傳感器進(jìn)行信息采集和傳輸，識別用戶(hù)意圖，并通過(guò)裸眼3D、全息投影、AR隱形眼鏡、數字嗅覺(jué)和數字觸覺(jué)等技術(shù)呈現給用戶(hù)。

生命健康關(guān)懷層面，人口老齡化帶來(lái)了更多慢性病。據統計，85%的死亡是由于慢性病，而慢性病必須進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。必須攻克需要醫療級水平的可穿戴設備，如無(wú)創(chuàng )血糖、連續血壓、連續心電等測量。為此華為倡導結合云服務(wù)和人工智能技術(shù)，為個(gè)人打造一個(gè)完整個(gè)人健康大數據平臺，實(shí)現主動(dòng)健康管理；通過(guò)腦機接口、肌電接口、可穿戴機器人等，實(shí)現從被照顧到自主管理，提升老年人的幸福感。

最后看能源。當前在“碳達峰、碳中和”的引領(lǐng)下，全球能源供給加速向新能源轉型，同時(shí)也帶來(lái)了發(fā)電、儲能以及用電的新挑戰。這其中，發(fā)電從集中式向分布式演進(jìn)，新能源電力須配備儲能的緩沖池，用電場(chǎng)景處處需要向零碳看齊……這些都需要一張雙向交互、智能調度、實(shí)時(shí)監測的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)給予支撐。為此華為倡導以比特賦能瓦特，通過(guò)管理技術(shù)、控制技術(shù)、儲能技術(shù)、電力電子基礎技術(shù)的創(chuàng )新與應用，實(shí)現綠色發(fā)電、綠色儲能和綠色用電。

當然，人口老年化與能源消耗加快是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展面臨的共同挑戰，智能世界2030也就不是某一國某一企的2030，因而突破極限擁抱未來(lái)需要全世界產(chǎn)業(yè)各界一起努力。正如徐文偉最后強調，“為了滿(mǎn)足人類(lèi)發(fā)展的需求以及解決所面臨的問(wèn)題，我們需要匯集全人類(lèi)的智慧和創(chuàng )新能力，必須以開(kāi)放包容、協(xié)同創(chuàng )新的機制，跨越挑戰。想象未來(lái)靠科幻，創(chuàng )見(jiàn)未來(lái)靠科技，我們必須把工業(yè)界的問(wèn)題、學(xué)術(shù)界的思想、風(fēng)險資本的信念，整合起來(lái)，協(xié)同創(chuàng )新，共同打造智能世界2030。”

求生存也要“仰望星空”，華為相信科技、投入科技的定力令人動(dòng)容

回到開(kāi)篇黑格爾關(guān)于民族未來(lái)的論斷，其實(shí)對企業(yè)、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)人類(lèi)經(jīng)濟社會(huì )來(lái)說(shuō)，又何嘗不是如此！過(guò)去100多年來(lái)，正是人類(lèi)持續“仰望星空”，從未停止對未知世界的探索，方才有了三次工業(yè)革命塑造下現代社會(huì )的偉大與輝煌。

當前正處在第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵時(shí)刻，然而芯片短缺已開(kāi)始影響各行各業(yè)。分裂之下人人自危，主要經(jīng)濟體被迫走向獨自構建供應鏈閉環(huán)的逆行之路，帶來(lái)重復投資、資源浪費、能耗增加、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，與進(jìn)行中的第四次工業(yè)革命以及聯(lián)合國制定的可持續發(fā)展目標背道而馳。此時(shí)此景，艱難求生存的華為站出來(lái)重申人類(lèi)面臨的根本問(wèn)題，識別技術(shù)挑戰并提出解決之道，呼吁全人類(lèi)聯(lián)合起來(lái)邁向智能世界2030，意義深遠！

數據顯示，在最艱難的2020年，盡管營(yíng)收增速降到較低水平，但華為絲毫沒(méi)有停下投資技術(shù)的步伐，全年研發(fā)支出高達1419億元，占年收入的比例達到15.9%。過(guò)去十年，華為總體研發(fā)支出已超過(guò)7200億元，技術(shù)專(zhuān)利高居全球前列。這份相信科技、投入科技的定力，令人動(dòng)容！

燈塔倒塌了，總得有人舉起火把，為萬(wàn)千個(gè)人、家庭和企業(yè)組織邁向智能世界，為人類(lèi)社會(huì )可持續發(fā)展照亮前行之路。“想象未來(lái)靠科幻，創(chuàng )見(jiàn)未來(lái)靠科技”，面向未來(lái)，無(wú)論是深入行業(yè)的數字化轉型與智能化升級，還是仰望星空的前沿技術(shù)研究與科學(xué)探索，很慶幸我們還有華為這樣的樂(lè )觀(guān)派在筑基、在耕耘、在牽引，也殷切期待更多企業(yè)和組織加入進(jìn)來(lái)，腳踏實(shí)地又“仰望星空”，充分相信并發(fā)揮技術(shù)對社會(huì )的推動(dòng)作用，共創(chuàng )人類(lèi)命運共同體的美好未來(lái)！

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