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《信百会&全球计算联盟&华为：2024通用计算根技术发展与应用白皮书（31页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信百会&全球计算联盟&华为：2024通用计算根技术发展与应用白皮书（31页）.pdf（31页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、中国科学院大学网络创新与发展研究中心RESEARCH INSTITUTE OF CHINAINFO 1OO信百会研究院2024年9月White Paper on the Development and Applicationof Universal Computing Root Technology通用计算根技术发展与应用白皮书摩尔定律是通用计算发展的主线，但如果只有计算性能的提升，还不足以支撑通用计算的成功。通用计算的发展并非是一个线性增长的直线进程，而是与专用计算密切关联不断交会互促互鉴。1987年，原日立公司从1946年世界上第一台电子计算机ENIAC诞生开始，信息技术不断加速发展，经历2、了多个发展阶段，已成为一个庞大的技术体系。信息产品和服务在技术驱动和应用拉动的双重作用下，造就了无数商业奇迹，创造了巨大的经济价值。信息产业成为最重要的产业门类之一，丰富和拓展了人类经济活动的历史和边界。信息技术的应用由浅入深，各种信息产品从辅助人的计算劳动，发展到能够辅助或替代部分人的智力劳动和决策活动。时至今日，算力建设风起云涌，计算从促进生产力的工具，正在逐步转变为新质生产力本身。信息化进程波澜壮阔，一个以计算能力为基础的感知万物、连接万物、为万物赋智的智能时代正加速到来，日益清晰地出现在我们眼前。在计算技术发展的历程中，始终存在着通用和专用两种产品定位和研发导向。专用计算的优点是对特定3、问题计算效率高、工作更快、功耗更低，而缺点在于灵活性不足，仅适用于一种场景，应用范围窄。早期的电子计算机都是为特定算法量身定制的，很难适应其他算法。比如ENIAC虽然在理论上是通用计算机，但它主要用于计算火炮的弹道射程表，如果需要计算不同的问题，就必须依靠人工调整接线来改变电路结构。冯诺依曼架构的出现改变了这种局面，使计算机可以在通用硬件平台上执行多种不同的算法，奠定了通用计算的基础。通用计算的优点是实现了软件和硬件的解耦。硬件工程师可以不用关心具体场景，集中精力做好处理器的微架构和实现；软件工程师可以不用关心硬件细节，专注于软件编程，从而降低了开发的难度，使得软硬件都能实现轻装上阵。20174、年图灵奖的获得者John Hennessy和David Patterson曾提出计算机体系结构的五个时代，即晶体管无指令集时代、小规模和中等规模集成电路时代指令集架构出现、大规模和超大规模集成电路时代CISC和RISC的竞争、超大规模集成电路的多核处理器并行时代、超大规模的领域专用处理器（DSA）时代。从这个阶段划分可以看到，从大规模集成电路时代开始，通用计算就成为整个计算技术发展的主线，占据了压倒性的优势。这是供应和需求两方在技术、成本等多种现实因素约束下共同做出的最优选择，并在此基础上构建了今天体量庞大蓬勃兴盛的信息技术产业群。回顾信息技术产业的发展历程，没有任何一个理论，能比1965年提5、出的摩尔定律更准确地刻画了通用计算产业发展的基本特征，更深刻地揭示了通用计算发展的内在机制。产业界沿着摩尔定律的预期和愿景经历了几十年的快速增长，晶体管密度和处理器性能获得了数百亿倍的提升，造就了一代又一代通用计算发展高峰，使得信息技术的革命性作用成为可能。美国麻省理工学院Neil C.Thompson认为，计算技术是美国繁荣的最大贡献者之一，自1974年以来美国总生产力增长的三分之一来自信息技术，没有任何其它技术的进步速度和带动作用能与之相比。01通用计算是信息技术发展进步的主轴总工程师牧本次生(Tsugio Makimoto)提出，集成电路发展过程中，芯片产品总是在“标准化”与“定制化”之6、间交替摆动，大概每十年波动一次。牧本波动（Makimotos Wave）揭示了产业界始终在围绕计算的性能、功耗、适用性和灵活性等各方面能力的提升进行多方面的探索，并最终体现为通用计算的功能不断丰富，技术升级换代，多种路线并存，成为全球信息化发展的技术底座。总工程师牧本次生(Tsugio Makimoto)提出，集成电路发展过程中，芯片产品总是在“标准化”与“定制化”之间交替摆动，大概每十年波动一次。牧本波动（Makimotos Wave）揭示了产业界始终在围绕计算的性能、功耗、适用性和灵活性等各方面能力的提升进行多方面的探索，并最终体现为通用计算的功能不断丰富，技术升级换代，多种路线并存，成为7、全球信息化发展的技术底座。从现代经济增长理论的视角看，技术进步是经济增长的源泉之一，而长期的经济增长是由少数几种关键技术所推动的，这也就是斯坦福大学Bresnahan和特拉维夫大学Trajtenberg在1992年首次提出的通用目的技术（General Purpose Technology，简称GPT）。区别于仅用于某些具体用途的专用目的技术（Specific Purpose Technology），GPT的应用范围通常十分广泛，因而它们对经济的作用是整体性的。例如，蒸汽机、电力技术、计算机就是最典型的通用目的技术。通用目的技术有三个基本特性。一是普遍适用性(Pervasiveness)，指该8、技术能广泛应用到各行各业，不存在明显的局限。二是动态演进性(Technological Dynamism)，指该技术具有很大的发展空间和很快的进步速度，同时随着时间的推移，使用成本不断降低。三是创新互补性(Innovational Complementarities)，指该技术在提高了应用部门的研发效率和生产收益之后，还会反过来促进该技术自身的进步，形成互相促进的良性循环。对照经济学视角的分析，我们可以看出，在计算机技术体系中，正是通用计算技术最符合通用目的技术的以上特征。这很好地解释了为什么是通用计算路线成为了迄今计算技术发展的主流和基础，而且只要通用计算技术继续保持不断自我革新，不断丰富完9、善保持竞争力，还将成为未来计算机技术发展的中流砥柱，为经济增长带来动力。在信息技术产业发展的大部分时间里，技术的发展和产业的兴盛主要发生在美国，美国成为全球主要的信息技术产品和服务供应方。总体来看美国信息技术产业发展的模式，可以总结为在开放环境下面向前沿问题，集聚全球人才、依靠全球资源、占据全球市场、获取全球红利。近年来随着全球化和信息化发展出现新的形势，美国继续靠这种开放条件下的发展战略来维持领先地位遇到了一些困难和挑战，也就带来了美国向产业政策的转变和回归，主要体现在直接干预经济活动的政策明显增多，以推动产业本土化和加强供应链韧性与安全为主要目标。改革开放以来，我国充分抓住了全球产业分工重10、组的机会融入全球经济体系中，以前无古人的方式很好地发挥了自己的作用，为全球的经济繁荣作出了巨大的贡献，成为世界经济体系中不可或缺的重要一环。与此同时，我们敏锐地抓住了信息化发展的机会，利用信息技术的经济增长倍增器、发展方式转换器和产业升级助推器的作用有效提升了增长速度、改善了经济结构，提升了发展质量。我国已成长为全球第二大经济体，也培育出了极具竞争力的信息技术产业，拥有了一批全球知名的企业，为满足这些企业向产业链、价值链上游的提升，进入通用计算根技术领域是产业界在市场规律作用下自然而然的选择。02通用计算已成为大国满足发展和安全需求的竞争焦点美国产业政策的回归和复兴对各国起到了示范带动效应，欧11、盟、英国、日本等西方国家和地区也纷纷出台产业政策，通用计算技术已成为世界各国从发展和安全角度双重关注的焦点。在具体措施上，各国也都采取了自由市场和产业政策两手并重的策略。我国作为后发的国家，更是需要将发展和安全统筹起来考虑，探索产业政策配置资源和市场化配置资源两种方式的更有效融合，加快取得通用计算技术的突破，有效保障我国的发展空间和产业安全。2014年中央网络安全和信息化领导小组第一次会议上，习近平总书记提出“努力把我国建设成为网络强国”的目标，指出“没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化”。2018年在全国网络安全和信息化工作会议上，习近平总书记指出：“从社会发展史看，人类经历了12、农业革命、工业革命，正在经历信息革命”“信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇”“我们必须抓住信息化发展的历史机遇。这一系列重要论述，奏响了对信息化发展认识的时代最强音。信息技术在我国广泛应用带来的变化，一言以蔽之，就是加速走向信息化时代。我国发展面临的主要课题，就是如何更好利用信息技术的机遇、驾驭信息化发展带来的冲击和变革，加快我们发展的步伐。我国信息化建设始于上世纪八十年代，从起步阶段的三金工程，到“开发信息资源，服务四化建设”，从“四个现代化，哪一化都离不开信息化”，到“五化并举，两化融合”，走过了一条认识不断加深，效果不断凸显，不断超越局限的路径。从工业革命的视角来认识信息化，首先离不开13、源头的科技革命，只有在科技革命中抢占先机，使得生产力和经济水平得到大发展，才能跻身强国之列。对应于信息化时代的革命性技术突破，其源头和根本无疑是通用计算技术。过去几十年我国推动信息化发展的历程如果说还有什么不足，那就是主要依赖引进的西方技术，一定程度上影响了各界以信息化来实现现代化的信心和决心。在未来的信息化时代，通过增强通用计算领域的话语权，做出原生贡献，将最有力地提升举国上下发展信息化的决心和信心，引领我国信息化发展进入原生新时代。信百会研究院专家指导委员会主任，原工业和信息化部副部长 杨学山自从2018年特朗普政府对我国发起贸易战以来，社会各界提出了很多观点。对于中国这样一个市场规模巨大14、、产业门类齐全、治理能力完备的经济体来说，外界环境的影响是次要的，真正决定中国发展成败的是我们是否能围绕自身发展需求制定正确目标，集中一切可利用的资源办好自己的事。经过几年来的实践，越来越多的人认识到，无论国外是否对我们进行打压，中国自身的发展需求和安全需求都要求我们必须掌握通用计算根技术。国外的打压并不是我们进入通用计算领域的主要原因，而只是加快了这一进程，断供措施也不是阻碍我们发展通用计算根技术的根本困难，而只是起到了减缓进步速度的效果。基于以上这些认识，我们就能在讨论通用计算技术发展的问题时，保持一种客观、务实、坚定、自信的心态，以我为主地制定计划采取措施，避免被外界因素主导，避免被急躁15、或悲观情绪影响，避免做出单一、片面、极端的判断。03以通用计算突破带动我国快速进入信息化高质量发展新时代在人类历史发展过程中，我们在不断地认识和改造这个世界。技术的突破和创新，是驱动各个行业健康发展的原动力。我们会想起对各个行业都产生深远影响的一些通用技术。比如驱动第一次工业革命的蒸汽机技术，驱动第二次工业革命的电力技术，驱动第三次工业革命的计算机技术。这些通用技术是驱动工业革命的核心动力，它不单能够产生巨大的增量市场，同时也会对当前各个行业的边界和社会分工的秩序产生决定性的影响。我们正身处一个前所未有的数字化时代，随着技术的迅猛发展并落地，需要加速推进人工智能走深向实，服务多行业智能化升级。16、2023年，中共中央、国务院印发了数字中国建设整体布局规划的发布，标志着中国迈向一个全新的智算时代，这个时代以更高效的计算、更智能的推理和更敏捷的内容生成为核心，重新定义了生产力和生产组织形态。计算成为产业发展的新质生产力，带来新价值的创造，通用计算作为智能世界的基石，发挥着关键作用。数字技术的广泛应用也带来了基础设施的升级。新的技术设施正在逐步建立和完善，包括云计算、大数据、物联网等。这些基础设施的发展为人工智能提供了强大的支撑，使得AI技术能够更好地应用到实际场景中，实现更高效、更智能的生产和服务。通用计算是智能计算的基础，通用计算的深度和广度决定其发展的高度和速度，未来两者融合将是重要趋17、势。我们期待“通用计算根技术”能够像参天大树的根系一样，深埋土壤，牢牢支撑智能世界的繁盛。希望通过本白皮书，能够为学术界、产业界乃至政策制定者提供有价值的参考和启示，共同开启计算技术新的篇章，为更先进的世界而计算。鲲鹏已成为中国数字化转型、智能化升级首选，覆盖全行业对通用计算需求，构筑自主创新的ICT数字基础设施算力底座。华为聚焦在自己擅长的产品技术领域，深耕“根”技术；同时发展“根”生态，聚合伙伴，实现与伙伴的协同合作、共同增长，共赢智能时代的大机遇。华为董事、ICT产品与解决方案总裁 杨超斌放眼当下，第四次工业革命的大潮方兴未艾，数字化和智能化成为这一轮产业革命的“双引擎”。随着数字化转型18、深入行业，计算技术已成为推动社会进步和经济发展的关键力量。通用计算作为计算技术的基石，支撑了当下科技和产业的创新，其重要性日益凸显。在技术发展的历程中，我们见证了无数创新的诞生与成长。从最初的大型机到个人电脑，再到今天的智能手机和可穿戴设备，计算设备的性能不断提升，形态不断演变。与此同时，计算技术的普及也催生了新的商业模式和服务模式，为经济增长注入了新的活力。我们必须认识到，通用计算根技术作为信息技术产业中最为重要的核心技术，引领产业发展、建设繁荣生态、催生技术创新、丰富场景应用。可谓是连接现实世界与数智世界的桥梁，是实现智能化、网络化、服务化的关键支撑。从云计算到边缘计算，从大数据到人工智能19、，从物联网到区块链，以通用计算为基座的应用已经渗透到社会的每一个角落，成为推动各行各业转型升级的强大动力。随着国家在计算产业的一系列政策推进，国产处理器和操作系统正在迎头赶上，市场占比逐步攀升。鲲鹏计算基于自主创新的国产内核与基础软硬件，从2019年正式起航，在产业伙伴的共同努力下，已经构筑了完整的基础软硬件生态和人才发展体系，并在政府、金融、电信、电力、交通、互联网等各个行业实现了大规模的商用部署，为各行业的数字化变革和应用创新提供了强大、稳定、安全的算力支持。随着5G、6G等新一代通信技术的商用化，以及量子计算、神经网络等前沿技术的突破，我们将进入一个全新的计算时代。在这个时代，计算将更加20、开放、智能、高效、安全，为人类社会的发展提供更加强大的动力。在此，我谨代表中国计算机行业协会，对所有参与本白皮书编写的专家和工作人员表示衷心的感谢。我们期待与各界同仁携手合作，为更先进的数智世界而计算，使命必达！中国计算机行业协会副会长、华为计算产品线总裁 张熙伟01 0102 03 04 04 05 0603 07 08 090910呈现多技术路线并行、百花齐放格局已进入全面产业化阶段，软硬件齐头并进行业应用深度不断深化，应用领域日益广泛以原生根技术为基础进入自主软硬件体系化发展阶段CPU芯片及指令集架构向多样化发展操作系统由通用走向泛在异构融合开启通用计算的新篇章通用计算服务器从通用走向全21、面041 11213 13 141515151717051819 19 192020政务教务农业能源制造业交通运输信息通信业金融互联网面向更广阔的全球市场进行布局面向未来推动异构计算融合发展构建更加开放互利的产业生态模式以全流程内生安全能力保障用户权益以绿色集约的通用计算集群支撑大规模算力需求01通用计算根技术概述0101根技术是产业技术体系的基础，其发展进步的活力持续为整个技术生态提供着滋养，决定着技术树的“荣枯”。根技术的创新迭代，往往具有颠覆性、突破性，对相关产业领域产生重大影响，可以重塑竞争格局，具有典型的外溢效应。与其它技术相比，根技术的竞争更加激烈，也更加复杂。通用计算根技术是信息22、技术产业中最为重要的核心技术，包括CPU、操作系统等。通用计算产业是以CPU、操作系统等根技术为核心的产业，包含了部件、服务器、集群、中间件、数据库等其他基础软硬件，是围绕通用计算根技术而生长出的主干产业。总体而言，从边缘设备到各种信息终端再到大型数据中心，现代社会的每一个环节都依赖于通用计算这一强大的计算平台。随着技术的进步，通用计算根技术的发展已成为衡量一个国家技术实力和数字经济竞争力的主要指标。通用计算根技术具备引领性强、生态丰富、技术多元、软硬协同、应用泛在的基本特征：02引领性强生态丰富技术多元软硬协同应用泛在通用计算根技术具有重大引领带动作用，是智能计算、超级计算等计算产业发展的核23、心基础，是信息技术产业乃至国民经济长远发展的战略基石。通用计算根技术能够支撑一个丰富和多样化的生态系统，通过开放、共享和协作，实现硬件制造商、软件开发商、云服务提供商、高校科研院所和开发者社区等的紧密合作。通用计算根技术在CPU上已形成x86、ARM、RISC-V等多种指令集架构并行的技术路线，在操作系统上已形成Windows、Linux等路线。通用计算根技术坚持“软件先行、硬件联动”发展理念，强调硬件产生算力、软件释放算力，通过软硬协同、全栈优化，提升计算整体性能，以适应不断变化的技术环境和市场需求。通用计算根技术在云、边、端之间敏捷响应不同产业级别的算力需求，赋能党政、金融、电信、交通、电24、力、互联网、石油、航空航天、教育、医疗及农业等行业全面实现数智化转型升级。通用计算根技术概述0102中国通用计算根技术发展现状及格局03通用计算是数字经济时代新的生产力，万物智能时代对计算的需求呈百千倍递增，人工智能的快速崛起，推动我国形成体系较完整、规模体量庞大、创新活跃的通用计算产业。从通用计算技术体系来看，上层主要是数据库、加速库、编译器等应用软件，以及操作系统等系统软件；中层则为服务器及集群、整机及部件、主板架构、IO互联等指令集体系结构（ISA）以及硬件；下层是微架构、EDA工具等。当前，中国服务器操作系统主要包括Windows和Linux两大技术路线。受益于技术环境的变化，以Lin25、ux为代表的开源操作系统逐渐成为服务器操作系统市场受欢迎的主流产品。近年来，国产操作系统在党政、金融、交通、能源、电信等领域应用日益广泛，在核心业务领域渗透率不断提升。其中，银河麒麟、统信UOS为两大具有代表性的国产操作系统。现阶段，以麒麟、统信为核心的国产操作系统体系已经初步建立，党政关键领域的国产操作系统普及基本完成，金融、教育等行业开始试点推广，未来逐步向消费级市场拓展，市场增长潜力巨大。2023年，欧拉（openEuler）操作系统在中国服务器操作系统市场份额占比达到36.8%左右，累计装机量超过610万套。图1 通用计算技术体系示意图数据库加速库编译器操作系统集群整机及部件主板架构I26、O互联芯片微架构EDA工具进入数字经济时代，芯片已成为提供算力的关键硬件。长期以来，我国在芯片领域，特别是CPU等高端芯片领域缺乏主动权，90%以上的高端芯片依赖进口，这也是我国当前最严重的“卡脖子”问题之一。为了推动和支持芯片产业发展，近些年我国陆续发布一系列产业扶持政策，通过重大工程的应用拉动，促进了国产CPU的快速发展。截至目前，国产CPU已形成多条路线发展的模式，包括x86技术授权路线的海光信息和兆芯，ARM指令集授权路线的华为鲲鹏和飞腾，RISC-V指令集路线的微芯、中科院计算技术研究所，以及自研指令集路线的龙芯和申威等。其中，x86技术路线性能高，生态兼容x86架构；ARM架构技术27、路线具备指令集精简、功耗低、性能高的特点；RISC-V是一个围绕极简指令集的开源架构体系，具备架构简单、模块化设计、可扩展、自由定制等突出特点；自研指令集路线的自主设计程度较高，正在从专用市场向公开市场扩张。04中国通用计算根技术发展现状及格局多样化场景化需求催生通用计算根技术性能不断创新，同时也驱动通用计算根技术在金融、电信、互联网等行业应用更加深入，目前国产服务器已从政务应用扩展到教育、科研等领域，覆盖了第一、第二、第三产业的众多行业。从行业结构分布来看，2023年互联网、电信、金融是中国服务器市场规模占比前三的应用行业，三个行业占比之和超过60%。伴随着金融信创试点机制的推进以及各项政策28、的加持，金融行业服务器需求快速打开，中国x86和ARM架构服务器成为金融机构服务器采购的主流。2023年，金融行业是中国服务器市场增速最快的应用行业，销售额达到225.8亿元，占整个中国服务器市场份额的12.8%。经过多年探索，我国通用计算相关各方已形成产业化发展的共识，无论是起源于大学还是科研院所，无论是CPU还是操作系统，各条技术路线都形成了以市场化主体来推进、以市场需求来引导的局面。随着算力加速向各行业各领域渗透，以及互联网、大数据、人工智能等与实体经济深度融合，行业算力需求快速增长进而带动中国通用计算市场保持稳步增长。作为通用计算产业中的重要组成部分，服务器产业规模的快速扩大从侧面反映29、了我国通用计算产业良好发展势头。2023年，中国服务器市场销售额达到1764.3亿元，同比增长6.8%。未来三年，预计中国服务器市场销售额将以7.9%的复合增长率继续增长，到2026年市场规模将达到2219.8亿元。以ARM架构为代表的非x86服务器，如鲲鹏系服务器、飞腾系服务器，虽起步较晚，凭借功耗低、效率高等性能优势，市场开拓能力逐步增强，市场规模稳步提升。2023年，非x86服务器市场规模提升至257.6亿元，同比增长49.1%，市场占比稳步提升。随着欧拉（openEuler）操作系统的全面开源，引发了中国服务器操作系统发展的质变，推动了整个行业进入加速发展阶段。05中国通用计算根技术发30、展现状及格局06CPU和操作系统是信息技术的核心，以原生操作系统和CPU为核心，可以打造蓬勃的基础软件生态，以持续赋能上层应用、激活下层芯片产业，对整个计算产业的发展有重要意义。目前，云原生和开源项目的涌现以及国内一批互联网企业对原生根技术的支持，使我国原生根技术生态开始初具雏形，走上发展的快车道。国产CPU、服务器、操作系统、中间件、加速库、数据库、办公套件等基础软硬件产品成熟度与国际主流产品差距显著缩小，安全可靠信息系统也基本实现了关键技术的突破。2024年初，鲲鹏原生开发计划全面启动：基于鲲鹏硬件+openEuler+鲲鹏开发套件DevKit+鲲鹏应用使能套件BoostKit，实现1套代31、码+1条流水线构建多平台版本，助力伙伴持续且首发性能领先的商用版本。此外，鲲鹏原生开发也提供全方位的安全保障体系：DevKit针对病毒/安全编译选项、安全配置、密钥和信息泄露、典型编码问题等进行安全检查和扫描，确保版本安全；BoostKit机密计算核心组件通过CC EAL4+、支持可信计算3.0、国密解决方案通过等保三级密评，以及openEuler领先的CVE漏洞管理和修复体系确保全系统安全。以大模型为代表的人工智能技术是当前技术发展的重要方向，openEuler通过异构资源统一管理与调度，实现CPU和XPU的深度融合，打通通用算力和AI算力，有效提升大模型训练和推理效率。与openEuler32、相配合，2023年openGauss系数据库在线下集中式新增数据库场景的市场份额占到了21.9%，已规模应用于金融、运营商、制造、政府等关键基础行业。中国通用计算根技术发展现状及格局0103通用计算根技术创新态势07ICT技术的蓬勃发展加速计算应用创新，面对自动驾驶、云游戏、智能制造、人工智能、物联网等应用场景的多样化和数据类型的多元化趋势，传统单一架构难以满足数据处理和用户体验要求，对计算平台提出新的挑战，驱动计算架构向多样性发展，如在高计算性、可扩展性和低功耗等方向持续迭代和创新，以满足多样化的行业场景应用需求。目前全球市场上CPU指令集架构可分为x86架构、ARM架构、MIPS架构以及R33、ISC-V架构等，服务器端市场份额占比较大的是x86和ARM架构。IDC报告显示，以Intel和AMD作为主力的x86全球市场占有率在2020年至2023年间下滑了7.4%。与此同时，ARM技术路线则迎来了高速增长，逐步从端侧主力开始向数据中心侧扩张，2020-2023年收入增长91%。近年来，随着鲲鹏系服务器以及飞腾系服务器生态的不断成熟，具备大规模算力供给能力，ARM技术路线体现了良好发展潜力。2023年，在中国服务器市场，以鲲鹏为主的ARM路线占比达到14.2%，逐渐接近市场占有率拐点。操作系统是计算系统的核心，也是信息技术产业生态的核心。在计算机出现的早期，操作系统与硬件绑定，专用专属34、。通用操作系统出现后开启了通用计算的时代，有效扩大了计算机的应用，带来了通用计算的大发展，戈登贝尔将其总结为“贝尔定律”，即计算设备约每10年完成1次升级换代，设备数和用户数均增加至少1个数量级。这种设备数量的增长和应用的扩展带来新的创新空间，带动操作系统在通用化方向上进一步升级换代，不断形成新的操作系统生态。随着计算设备的多样化发展和在各领域的深入应用，泛在计算（ubiquitous computing）的需求正在兴起，计算的环境更多变、需求更多样、场景更复杂，相应要求操作系统具有更强的动态适配能力、泛在互联能力和自然交互能力。过去几十年，操作系统的发展方向：一是向下管理各种硬件资源，不断提35、高对计算资源的利用和调度效率；二是向上为用户和应用程序提供接口和服务支持；三是横向不断扩展新的功能以满足通用计算越来越多的应用场景。ARM也在成为全球超算行业的主流选择之一。德国、法国、瑞士、日本、美国都在建设或已建成基于ARM CPU的E级超算。近年来，国内厂商在通用操作系统方面后起发力，涌现出了麒麟软件、统信软件、麒麟信安等一批领军企业。其中，openEuler操作系统的全面开源，引发了中国服务器操作系统发展的质变，逐渐打破国外操作系统的现有市场垄断格局。目前，已经有多家操作系统厂商开发基于openEuler的商用发行版，如统信、普华、麒麟、中科创达等。此外，三大运营商（中国电信、中国联通36、、中国移动）也开发了基于openEuler的自用操作系统。openEuler作为支持多样性算力的操作系统，架构上支持x86，ARM，RISC-V，LoongArch，SW64，Power PC等，对于国内市场上主流的Intel、AMD、鲲鹏、飞腾、兆芯、龙芯、海光、申威等芯片都有完整的支持，同时也支持NPU、GPU和DPU等多种异构算力，建立了完整的硬件、软件兼容性测试规范。08通用计算根技术创新态势图灵奖获得者John Hennessy将计算机体系结构划分为五个阶段。即：第一代，晶体管时代，指令集架构出现之前，计算机架构各不相同；第二代，小规模和中等规模集成电路时代，出现支持指令集架构的CP37、U处理器；第三代，大规模和超大规模集成电路时代，指令级并行以及CISC和RISC混战；第四代，超大规模集成电路的多核处理器并行时代；第五代，超大规模的领域专用处理器（DSA）时代。这五个阶段的划分体现了通用计算沿着算力性能越来越强和灵活性越来越高两个方向发展。计算模式越多样，越需要通用性较强的灵活计算平台，系统算力需求越高，越需要专用的定制计算平台。面向实际需求的解决方案是使用多种不同的处理器组成通用性较强的整体系统，为不同类型的计算任务匹配最合适的计算处理器类型，通过工作任务专业分工，实现系统整体性能最优。异构融合是实现通用性与高性能统一的主要手段，在此基础上，各类处理器架构逐步由定制化、碎38、片化走向收敛和开放，基础组件在纵向的单个异构软硬件系统栈的基础上进行横向整合和优化，通过异构融合全栈协同优化更好地利用硬件资源，提高系统整体性能和效率，为实现更加强大的系统奠定基础。智能计算是利用深度学习（DL）等技术，通过对数据的智能分析和决策支持，满足特定领域的需求，是当前计算领域发展最快的分支领域。通用计算是智能计算的基础，通用计算的深度和广度决定了智能计算发展的高度和速度。随着人工智能技术的快速发展，当前的智能计算已走向异构融合全栈协同优化。随着智能计算的进一步发展成熟，未来和通用计算的融合将是重要趋势。近年来，国内厂商在通用操作系统方面后起发力，涌现出了麒麟软件、统信软件、麒麟信安等39、一批领军企业。其中，openEuler操作系统的全面开源，引发了中国服务器操作系统发展的质变，逐渐打破国外操作系统的现有市场垄断格局。目前，已经有多家操作系统厂商开发基于openEuler的商用发行版，如统信、普华、麒麟、中科创达等。此外，三大运营商（中国电信、中国联通、中国移动）也开发了基于openEuler的自用操作系统。openEuler作为支持多样性算力的操作系统，架构上支持x86，ARM，RISC-V，LoongArch，SW64，Power PC等，对于国内市场上主流的Intel、AMD、鲲鹏、飞腾、兆芯、龙芯、海光、申威等芯片都有完整的在软硬件技术的全面进步和深度融合作用下，通用40、计算服务器的进步呈现多点开花态势，沿着多核、异构、安全、高能效、原生、集群化等多个方向全面发展。处理器作为服务器的核心部件，其性能基本决定了通用服务器的整体性能。近几年半导体制程提升速度放缓、虚机技术及其应用市场不断扩大等外部条件下，通用计算服务器处理器向更多的核数以及更强的并行处理能力方向发展。当前主流服务器处理器核数在96核以下，下一代高性能服务器核数会突破100核，以此支撑服务器性能提升需求。支持，同时也支持NPU、GPU和DPU等多种异构算力，建立了完整的硬件、软件兼容性测试规范。服务器性能依靠处理器性能提升的同时也为异构加速硬件提供了空间，通用计算服务器将采用硬件加速技术，如DPU、41、NPU、GPU、FPGA等，这些硬件加速器可以与服务器的CPU协同工作，提高服务器的不同场景下的整体性能。处理器性能提升的同时，功耗也在急速加大，当前主流服务器处理器功耗在300W左右，下一代预计将达到500W左右。为解决日益突出的能耗问题，需要从芯片到整机、数据中心，全面采用更加先进的节能技术。跟传统的风冷系统相比，液冷改善了主设备的散热方式，散热效率更高，更节能、噪声更低等优点，液冷服务器将是数据中心在AI大趋势和“双碳”背景下的重要解决方案。鲲鹏天成液冷整机柜服务器创新性地采用水电网三总线设计，做到水电分离、节点全盲插，PUE小于等于1.15。09通用计算根技术创新态势服务器能力的全面提42、升，依靠关键部件的技术创新。SSD固态硬盘以高性能低功耗的特性在热数据和温数据场景已替代HDD成为主流的存储设备。网卡传输速率迈向100Gbps，且未来快速向200Gbps与400Gbps发展。华为SSD具有高性能、高可维护的特性，并针对应用场景提供智能多流、Burst GC等场景化加速能力。华为推出的标准网卡、智能网卡、DPU卡，具有灵活的可编程在网算力、开放的异构编程框架，满足快速发展的网络需求。安全问题一直是计算领域高度关注的重点，近年越来越多、越来越全面的企业和个人数据被存储在服务器中。鲲鹏内置国密、RSA等主流加解密硬件引擎、内置高安可信根、支持带内+带外双根安全启动、支持软件升级签43、名校验、机密计算方案，可以有效发现和抵御各类攻击，篡改等非法行为。随着AI、超算等规模化算力应用的加速发展，单台设备已经不能满足业务对计算性能的需要，需要数十到数千台的服务器高效协同。相比传统数据中心，集群化数据中心要求业务调度、设备管理、集群本身的可靠性，服务器内部件之间和数据中心服务器之间的通信带宽、速率、延迟要求越来越高，新的互联协议加速发展，例如NVlink、Intel/AMD的UALink。鲲鹏推出了适用于集群的全套调度、管理调优能力，同时发挥原生算、网、存的协同能力，可以极大的提升集群应用性能。鲲鹏服务器在兼容上述开放协议的同时，也自研HCCS、灵衢等接口总线技术，进一步降低设备间44、的通信延迟，提升访问效率。10通用计算根技术创新态势0104通用计算根技术应用场景11加强数字政府建设是建设网络强国、数字中国的基础性和先导性工程，对数字经济发展、数字社会建设、数字生态营造都具有引领意义。党的十八大以来，各级政府业务信息系统建设和应用成效显著，数据共享和开发利用取得积极进展，一体化政务服务和监管效能大幅提升，“最多跑一次”“一网通办”“一网统管”“一网协同”“接诉即办”等创新实践不断涌现，数字技术在新冠肺炎疫情防控中发挥重要支撑作用，数字治理成效不断显现，这些都离不开通用计算技术的有力支撑。通用计算技术的快速发展和广泛应用，从根本上改变了传统经济的生产方式和商业模式，全面渗透45、和深刻影响生产、分配、流通、消费、进出口等各个环节，引领劳动力、资本、土地、知识、技术、管理、数据等要素网络化共享、集约化整合、协作化开发和高效化利用，为经济社会发展注入了新活力。随着我国算力规模的持续扩大，数字技术与实体经济深度融合，算力已成为“水电煤”一样支撑经济社会发展新的关键生产力。从政务到教育科研，从农业到工业，从金融到互联网，算力正加速向各行业各领域渗透，在国民经济各个领域得到广泛应用。通用计算为政务领域数字化提供了高安全性保障的算力基础设施通过建设大数据通用计算平台，可以提升各类应用获取数据服务的标准化和规范化，实现“数据即服务”。政务服务类别激增，用户规模庞大，服务体验要求高，46、需要对海量数据进行聚合和关联分析，需要强大计算能力与内存宽带支持。政务系统数字化转型加快，催生了大流量、低时延、高可靠应用场景需求，对算力基础设施的负载能力和计算效率要求高。综合大数据、物联网等技术，智慧城市产生更多高并发、大流量、低时延数据处理需求，对算力基础设施提出新的要求。同时，由于政务工作内容和流程关系到国家的主权、安全和公众利益，安全实施和保障极端重要，对服务器的安全性要求相比较其他行业更高。鲲鹏系服务器实现了CPU技术路线的创新以及服务器整机产品的自主演进，能够更好满足政务对于安全性要求，鲲鹏生态提供了完善的安全保障措施，包括数据加密、访问控制等。政务云服务体系为政务领域数字化提供47、保障随着政府数字化转型加快，电子政务在政府内部以及政府部门之间应用的渗透率不断提升，综合管理系统、OA系统、邮件系统等内部应用场景以及公文交换系统、政务服务网、政府门户等对外应用对数据资源的汇聚、处理、分析需求均不断提升。鲲鹏处理器多核高并发、大内存和高内存带宽等技术特征，在满足多样化电子政务场景对计算基础设施提出的更高处理能力要求外，提供了安全、更具性价比的解决方案，为打造协同高效的政务服务体系提供基础支撑。基于鲲鹏处理器、鲲鹏服务器构建的鲲鹏政务云成为赋能各类型政务应用高效运行的新一代数字底座。下一步，通用计算领域将加快技术融合，构建“数网云”一体融合的智能化政务云平台体系，提供集约共享的48、算力算法支撑能力，满足云计算、大数据、人工智能等新技术应用需求。12通用计算根技术应用场景建设教育强国是关系中华民族伟大复兴的基础工程。教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征，也是“教育现代化2035”的重点内容和重要标志。以教育信息化支撑引领教育现代化，是新时代我国教育改革发展的战略选择，对于构建教育强国和人力资源强国具有重要意义。教育信息化是教育系统性变革的内生变量。通用计算技术的支撑和引领，可推动教育理念更新、模式变革、体系重构，不断提升我国教育信息化发展水平，并为国际教育发展提供中国智慧和中国方案。我国农业正从人力畜力为主要特征的传统农业向以机械化和信息化为主要支撑的现代农业转变，49、农村已经进入利用数字技术来变革传统生产方式和生活消费模式，构建新业态的历史阶段，农业创新能力持续提升。推进国家治理体系和治理能力现代化、适应人民日益增长的美好生活需要，对数字政府建设提出了新的更高要求。通用计算技术将统筹推进技术融合、业务融合、数据融合，提升跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务水平，促进数字政府建设与数字经济、数字社会协调发展。通用计算为教育信息化提供强大的基础算力支撑高等学校是我国创新发展强有力的驱动力量。高校科研需要大量的计算资源和数据存储空间，而算力平台可以为高校研究人员提供高效、可靠的科学研究环境。在科学研究中，算力服务可以为高校提供大量的计算资源，人50、们可以在云端进行模拟、计算等处理，进一步提高研究效率和研究成果质量。科研算力的提升和飞跃，使得研究人员有机会探索和尝试各种新事物，有助于加快解决人们面临的各种棘手问题。面向未来，高校算力建设的持续投入很关键，而创新是持续发展的前提。基于鲲鹏打造的复旦大学CFFF专用计算平台作为上海电信与复旦大学赋能教育科研的数字基座，是目前国内最大的高校科研公共算力平台项目。这是基于算力赋能教育发展的一次重大尝试，为各大高校科研领域信息技术应用创新平台的开拓奠定了基石。通用计算技术应用支撑农业数字化变革“十四五”全国农业农村信息化发展规划将提升农业生产保障能力作为主要任务，提出优先发展智慧种业，构建数字化育种51、平台，探索“表型+基因型”的智能育种技术体系，加快“经验育种”向“精确育种”转变。华中农业大学“天权一体机”是基于鲲鹏高性能计算打造出的自主创新的猪基因组育种计算平台，充分发挥了全栈自研优势，基于天权算法工具，利用汇编优化、指令向量化优化、数据预期、循环展开、内存多层级优化等技术手段，释放最佳计算性能。平台在硬件层面选择鲲鹏服务器，在软件层选择基于openEuler的麒麟操作系统，并使用毕昇编译器和鲲鹏数学库进行全栈的优化，显著提升了基因组育种数据处理和计算的能力。13通用计算根技术应用场景以数据化管理、精准农业、智慧农机、绿色生产、农业供应链管理、定制化服务为主要特征的智慧农业，正日益成为最52、活跃的农业新质生产力。通用计算技术已经在农业科技创新方面发挥了重要作用，未来还将在更多领域深化应用，在智慧农业、美丽乡村等方面发挥支撑和保障作用。能源是人类文明进步的重要物质基础和动力。当今世界，新一轮科技革命和产业变革深入发展，新能源和信息技术紧密融合，生产生活方式加快转向低碳化、智能化，能源体系和发展模式正在进入非化石能源主导的崭新阶段。以通用计算技术为支撑，加快构建现代能源体系是保障国家能源安全，力争如期实现碳达峰、碳中和的内在要求。能源产业与数字技术融合发展是新时代推动我国能源产业链现代化的重要引擎，有效提升能源数字化智能化发展水平，促进能源数字经济和绿色低碳循环经济发展，构建清洁低碳53、、安全高效的能源体系，为积极稳妥推进碳达峰碳中和提供有力支撑。通用计算为能源领域企业转型升级提供解决方案和基础支撑通过数字化智能化技术融合应用，急用先行、先易后难，分行业、分环节、分阶段补齐转型发展短板，为能源高质量发展提供有效支撑。充分整合内外部资源，利用通用计算技术，围绕业务流程、数据的互动创新，持续提升企业的核心竞争力，构建可持续的竞争优势。如在石化领域，通过提升信息基础设施自主创新程度，打造范围涵盖总部各数据中心，场景包括云资源池扩容、办公系统服务器、桌面云服务器等的数字化基础设施，有效保障了中国石化关键业务的安全运行。通过自主创新满足能源领域的多样化应用需求如在电力领域，电力生产、运54、输、配送和消费等环节需要高效、安全、绿色、创新的加速解决方案，对底层算力底座提出更高的要求；电力行业需要处理大量的实时数据和监控信息，包括电网状态、负荷情况、能源消耗等；电力业务信息系统涉及电力信息基础平台、业务应用和保障体系，需要为电力生产自动化和电力企业管理系统的信息传输和业务集成提供基础支撑。鲲鹏系服务器针对上述需求提供了强力支撑，为电力信息集成与分析提供更夯实的计算支撑。如南方电网选择在电力系统的“神经中枢”电网调度系统中部署鲲鹏全栈方案，支撑电力二次系统多专业、多层级自主创新，调度云主备节点有效支撑了异构节点间资源的统一调度，同时控制功耗和转发时延明显降低，监视测量精度显著提升，逐步55、实现了产业链供应链自主创新。14通用计算根技术应用场景制造业是实体经济的主体。互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与制造业融合发展，有助于充分释放我国制造大国和网络大国的叠加、聚合、倍增效应，构建形成以数据为核心驱动要素的新型工业体系，以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，改善产业结构、增强转型动力，提高资源配置效率和全要素生产率，实现实体经济发展内生动力和活力的根本性变化。通过深化新一代信息技术在制造领域的融合应用，推动制造业沿着数字化、网络化、智能化方向演进升级，对于加速我国制造强国与网络强国建设，实现经济高质量发展具有重要意义。工业制造数字化转型加速物联网、云计算、机器视觉、工56、业AI等新技术的应用，并要求精益化制造管理，对于通用算力提出了更高的要求。此外，海量工业设备需要实现互联、互通、互操作，以及标准化和平台化，需要具有实时、短周期数据分析和满足安全与隐私保护要求的边缘计算能力。制造业是我国立国之本、强国之基。通用计算技术加速在制造业全要素、全产业链、全价值链渗透融合，将持续引发技术经济模式、生产制造方式、产业组织形态的根本性变革。传统交通运输面临着非常严峻的挑战，无论是城市化发展带来的城市道路承载能力不足，还是货物运输量激增与物流基础设施建设滞后的矛盾，以及控制温室气体排放对传统运输模式高能耗高排放带来的压力，都表明传统交通模式已难以为继。需要通过数字化改造，提57、升资源配置效率，降低运营成本，提升行业竞争力和服务能力，实现高质量发展。党的二十届三中全会提出，要加快新一代信息技术全方位全链条普及应用，推进传统基础设施数字化改造，深化综合交通运输体系改革。交通运输部发布的数字交通“十四五”发展规划提出，要打造综合交通运输“数据大脑”，构建交通新型融合基础设施网络、部署北斗5G等信息基础设施应用网络、建设一体衔接的数字出行网络、建设多式联运的智慧物流网络、升级现代化行业管理信息网络，培育数字交通创新发展体系，构建网络安全综合防范体系。通用计算为制造业数字化转型提供了广泛支持当前，通用计算在制造领域的应用已经覆盖汽车与装备制造、矿业有色、钢铁、半导体等领域，形58、成相对完整的办公系统、信息管理系统、应用与决策分析系统以及工业软件解决方案。比如针对矿山行业面临的安全生产、生态保护、产业转型升级等挑战，通过云计算、大数据、人工智能等数字技术的应用，建设智能矿山。山东黄金三山岛金矿建成全国第一个基于鲲鹏和HCSO的边云协同和大数据的智能矿山解决方案,构建了“一云一湖一平台”，借助华为数字化集成平台，三山岛金矿实现了内部生产系统、管理系统、安全系统、自动化控制等众多“烟囱”式应用和数据的全联接，并形成了统一标准的数据湖。15通用计算根技术应用场景未来，通用计算技术将深度赋能交通基础设施，精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力全面提升，成为加快建设交通强国的59、有力支撑。信息通信业是构建国家新型数字基础设施、提供网络和信息服务、全面支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性行业。我国信息通信基础设施已从以信息传输为核心的传统电信网络设施，拓展为融感知、传输、存储、计算、处理为一体的，包括“双千兆”网络等新一代通信网络基础设施、数据中心等数据和算力设施、工业互联网等融合基础设施在内的新型数字基础设施体系。网络和信息服务也从电信服务、互联网信息服务、物联网服务、卫星通信服务、云计算及大数据等面向政企和公众用户开展的各类服务，向工业云服务、智慧医疗、智能交通等数字化生产和数字化治理服务新业态扩展。我国通信产业“十四五”规划提出，要基本建成高速泛在、集成互联、60、智能绿色、安全可靠的新型数字基础设施，新兴业态蓬勃发展，赋能经济社会数字化转型升级的能力全面提升。通用计算技术的应用为通信服务业的转型升级提供了必不可少的动力和工具。通用计算为智慧交通提供应用支撑随着物联网、5G、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字化技术在优化出行服务等方面发挥了越来越重要的作用。比如自全国取消高速公路省界收费站以来，高速公路全国“一张网”已全面铺开，不同车型通行费稽核工作日益复杂化、多样化。鲲鹏的“部级稽核工单自动处理系统”为高速公路路段运营单位提供“稽核工单全流程自动化处理”的软硬一体化解决方案。通过打造高速稽核RPA工单机器人一体机，深度集成机器人流程自动化技术61、和稽核业务相关算法，与硬件底层鲲鹏处理器进行深度联合调试与适配，自动化完成各类软件系统的工作和业务处理，实现“部级工单快捷查询、证据链自动收集、逃费金额智能测算、稽核结论自动保存”等功能，代替稽核人员操作电脑，准确、高效地实现稽核工单全流程自动化处理。稽核工单处理效率提升了10-20倍，助推实现高速公路自由流收费稽核业务流的全闭环。通用计算技术为通信服务领域计算基础设施提供保障通信服务行业业务系统复杂，技术难度较大，通信基础设施数量多，用户基数大，存在大规模的用户同时接入和通信需求。通信服务行业要求通信设备具备提供持续稳定通信服务的能力，确保用户能够进行语音通话、数据传输和互联网访问，避免通信62、中断或服务中断。同时要求具备保护用户通信的安全和隐私以及日常运维、故障恢复等服务能力。一个稳定、可靠、灵活、高效的基础设施架构，是运营商可持续发展的关键。运营商业务创新驱动多样性计算架构演进，带来丰富创新业务和海量数据，传统单一计算架构无法满足极致性能要求，需要构筑包括x86、ARM、NPU、GPU等为基础的多样性计算底座。当前，在我国通信服务行业服务器市场，国内CPU技术路线的服务器产品占比已超过四成，其中鲲鹏系服务器具备较好市场竞争力，市场占有率超过61.2%。在中国移动2024年PC服务器产品集中采购招标公告中，国内CPU服务器总采购数约15万台，占总体比重58.8%，其中ARM架构服务63、器主要以鲲鹏系服务器为主，采购总数量为9.61万台。此次招标ARM架构服务器与X86架构服务器招投标数量比例1.87:1，实现了国内ARM架构服务器份额的超越。16通用计算根技术应用场景中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出，稳妥发展金融科技，加快金融机构数字化转型。工业和信息化部、中国人民银行等六部门联合印发的算力基础设施高质量发展行动计划指出，到2025年，在应用赋能方面，打造一批算力新业务、新模式、新业态，工业、金融等领域算力渗透率显著提升。未来，通信服务业还将以通用计算技术为底座，构建以技术创新为驱动、以新一代通信网络为基础、以数据和算力设施为64、核心、以融合基础设施为突破的新型数字基础设施体系，实现行业高质量发展。通信服务行业业务系统复杂，技术难度较大，通信基础设施数量多，用户基数大，存在大规模的用户同时接入和通信需求。通信服务行业要求通信设备具备提供持续稳定通信服务的能力，确保用户能够进行语音通话、数据传输和互联网访问，避免通信中断或服务中断。同时要求具备保护用户通信的安全和隐私以及日常运维、故障恢复等服务能力。一个稳定、可靠、灵活、高效的基础设施架构，是运营商可持续发展的关键。运营商业务创新驱动多样性计算架构演进，带来丰富创新业务和海量数据，传统单一计算架构无法满足极致性能要求，需要构筑包括x86、ARM、NPU、GPU等为基础的65、多样性计算底座。当前，在我国通信服务行业服务器市场，国内CPU技术路线的服务器产品占比已超过四成，其中鲲鹏系服务器具备较好市场竞争力，市场占有率超过61.2%。在中国移动2024年PC服务器产品集中采购招标公告中，国内CPU服务器总采购数约15万台，占总体比重58.8%，其中ARM架构服务器主要以鲲鹏系服务器为主，采购总数量为9.61万台。此次招标ARM架构服务器与X86架构服务器招投标数量比例1.87:1，实现了国内ARM架构服务器份额的超越。通用计算赋能行业转型升级，提升通信服务领域计算性能、业务性能及安全性能通用计算技术的应用，为电信企业从提供单一的通信服务转向为提供多元化综合服务，赋能66、电信企业加速向科技企业转型升级。通用计算为通信服务领域推进多样性算力创新部署，构建多样算力平面。如中移在线作为中国移动线上渠道的生产运营者、在线服务的全网提供者、全网生态合作运营的支撑者、智能化营销服务能力的构建者，通过推动营销服务的数智化转型，为中国移动9.75亿个人客户、2.44亿家庭客户、2320万政企客户提供线上营销服务，信息化复杂度高、业务系统复杂、角色繁多、适配难度高，需要极致性能平台保障优质服务。中移在线结合自身需求和外部环境变化，运用鲲鹏软硬件，保障了业务的安全可靠，数据探索、即席查询等场景秒级响应，呼叫平台音频编解码性能提升20%，智能语音离线转写效率提升15.7%，实现了业67、务性能大幅提升。该案例也成为运营商行业全栈自主创新标杆。数字技术创新为金融业提供算力保障数字技术创新推动金融业算力爆发式增长，通用计算在金融领域的创新应用愈加深化，从内部管理系统到核心业务系统，都离不开通用计算提供的基础服务，其带来的变革将极大地改变银行等金融机构的生产及服务模式，促进各类金融场景服务效率的提升。2023年，鲲鹏服务器已支撑300多家金融试点单位及非试点单位的规模落地，覆盖客户范围广、数量多、业务场景涉及核心系统，其高性能、高安全、高可靠的优势得到了广大金融客户的充分认可。例如，中国建设银行率先与华为合作，鲲鹏软硬件应用到信用卡核心系统中，实现其首次在国内金融核心系统中的商用。68、系统上线后，目前已支持建设银行过亿级别的客户数交易，整体系统性能较原有系统提高12%。经过一段时间的商用环境验证，其稳定性和安全性满足金融核心系统的各项指标要求，使中国建设银行走出国外封闭技术的风险。17通用计算根技术应用场景在数字经济的背景下，现代金融服务体系以数据为关键生产要素、以科技为核心生产工具、以平台生态为主要生产方式，需要一个类似于计算机操作系统的金融操作系统，向下对接大量设备、海量数据，向上支撑金融数字化转型的快速开发与部署，实现数据的可信共享、资源的合理配置、服务的质量提升。通用计算根技术作为金融操作系统的关键组成，提供了可持续、可靠的长稳算力，满足金融领域丰富的业务应用场景需69、要，快速响应银行场景化、生态化的金融业务需求，助力行业信创工作的全面推进。随着互联网业务的高速发展，互联网在经济社会发展中的重要作用更加凸显，网络购物、网络视频、游戏、生活服务、在线教育及在线政务应用蓬勃发展，也已成为人们生活中不可或缺的重要内容。互联网行业灵活性、可变性要求高，行业应用进化速度极快，对数据处理、模型训练的需求不断提升，是通用计算需求最大的行业。互联网行业头部效应明显，10%的客户占据了90%以上的流量，头部客户对计算能力的理解比任何其他行业都要深刻，对稳定性和性价比的要求都达到了极致水平。未来十年，随着以5G、AI、区块链和云计算等为代表的新一代信息技术在互联网行业被广泛应用70、，互联网行业通用计算技术发展将呈现三大趋势，即业务更加多元化、智能化，联接技术向着全光化演进，数据中心向多云架构发展。通用计算技术为互联网领域提供强大的算力平台和自主创新支持算网协同已经成为互联网产业发展的重要趋势和方向，通过网络连接多源异构、海量泛在的算力，实现资源高效调度、设施绿色低碳、算力灵活供给以及服务智能随需，推动互联网产业向多元化、智能化方向发展。鲲鹏构建自主创新算力平台，涵盖计算、操作系统、数据库等基础软硬件，核心产品针对其基础软硬件进行专门优化，实现了广泛应用。基于平台联合创新，并拓展数据库能力，落地对话机器人等AI应用。目前，基于其分布式存储性能大幅提升，智能服务快速产品化，71、辅助超过2万客服坐席，累计服务5.8亿用户和数十万商家。18通用计算根技术应用场景0104通用计算根技术发展展望19通用计算根技术的发展，符合通用目的技术的特点，也就是技术进步与市场扩大形成互相强化的良性循环，表现为自我驱动不断加速发展。因而只有面向全球市场布局的技术，才能充分享受全球市场的反哺，获得更快的进步发展速度，培育出最具竞争力的产品。我国市场只是孕育通用计算根技术的起点，在这片市场里孕育出来的技术必须从一开始就瞄准全球市场。从国家层面看，任何一个有志于抓住技术发展机遇引领产业革命的国家，都必须实现重大技术突破，定义和创造代表性的新产品，形成产业集群优势，解决人类生存发展的重大需求。通72、用计算根技术无疑是信息化时代产业革命的核心，如果不能对全球产业起到带动作用，造福于全球用户，就谈不上是真正的科技和产业革命。执行单项任务的强大性能和执行多样任务的灵活通用，是通用计算根技术发展的两大方向，各项技术的融合是兼顾这两个要求的主要方式。为满足更多应用场景的需求，除了处理器性能大幅提升，计算机体系架构也在不断融合发展。近年来，AR、VR、人工智能等应用走向落地普及，数据规模、算法复杂度以及算力需求爆发式增长，各类加速处理器纷纷涌现，基于CPU+XPU的异构计算系统逐渐成为主流架构。异构融合计算是通用计算根技术现阶段发展的重要方向，它将多种不同类型、不同架构的处理器组织在一起，以实现更高73、性能、更低能耗和更广泛应用的计算。在异构并行处理器的基础上，将处理器、硬件设备、操作系统、编程框架、编程语言、网络协议、数据中心等不同层次、不同类型的计算技术进行整合优化，可以实现多种异构计算资源的高效利用。通用计算根技术的发展，从来都不是单一的技术进步过程，而是在产业化背景下技术进步与发展机制的双重进步。通用目的技术的三大特征解释了这一进步的内在机制，摩尔定律的提出很好地描述了这一进步的外在表现。在不同的技术发展和产业化阶段，在市场为导向的逻辑驱使下，不同时代的领军企业分别设计了不同的技术路线和商业模式，形成了今天我们看到的多个通用计算发展模式共存的现状，大大丰富了用户的选择。由于信息技术领74、域存在很明显的先发优势，后来者一般都是通过开辟新的领域创造新的模式来实现超越，因此越晚出现的技术路线，越强调开放普惠，意图通过吸引更多的参与者，在更大范围内集聚人才和市场资源，获得与先发者竞争的优势。封闭与开放，分别适用于解决不同类型的问题。在面向全球开放市场竞争的前提下，我们现阶段还应加强开放生态的建设，既要破除外界强加给我们的限制，也要破除我们自身给自己施加的限制。20通用计算根技术发展展望作为一个边发展边应用的技术，通用计算根技术发展和应用的过程，也是一个各种安全事件不断发生，产品安全性能不断提升的过程，积累了无数惨痛的教训。在技术快速进步的阶段，人们更多关注技术能否满足业务需求的问题，75、安全问题往往通过亡羊补牢的思路来解决。但今天的市场形势已截然不同，一方面用户在面对高度复杂的信息系统和产业化的攻击能力面前，保障自身安全的技术能力已处于非常弱势的地位；另一方面市场上可供选择的平台和技术越来越多，用户的选择对于市场走向起到越来越明显的主导作用。自2022年以来，欧美国家正积极推动网络安全、数据安全责任“左移”，即将网络安全问题前置处理，要求数字产品的制造者、数字应用的开发者承担更大的安全责任，最终从用户角度，实现“安全不应该是一种奢侈的选择，而应该是用户无需协商或支付更多费用就可获得的权利”。无论是从技术和产品自身发展方向，还是从市场需求和法规约束角度，新的通用计算技术和产品都76、必须把安全性作为首要要求。确保用户使用体验，保障用户权益已成为新一代通用计算根技术能否在市场上取得成功最重要的能力，更是取得全球用户信任进入全球市场的基本要求。伴随着数字经济的快速发展，带来了对通用算力的强烈需求，算力正在成为推动数字经济发展的关键资源，算力基础设施成为新基建的重要组成部分，尤其是在云计算、大数据、人工智能、机器学习等领域，这要求各地能够提供更高的计算能力、更快的处理速度。随着对环境影响的关注增加，绿色高效成为算力基础设施建设的关键诉求，这要求在提升计算性能的同时，降低能耗以减少数据中心运营成本，降低对环境的影响，因此能效比成为衡量通用计算的重要指标，未来将更加注重能源效率，采77、用先进的冷却技术、优化的硬件设计和智能的能源管理系统来降低能耗。对计算效率和能源效率的追求，驱动算力建设正在走向集群模式建设。与此同时，国家也提出了“碳达峰碳中和”目标，为匹配“双碳”要求、实现资源的高效利用，需要以集中化建设、集约化使用的方式，集中建设绿色高效的通用计算集群，满足日益增长的计算需求，实现环境的可持续发展，使能数字经济的高质量发展。21通用计算根技术发展展望免责声明本文档可能含有预测信息，包括但不限于有关未来的财务、运营、产品系列、新技术等信息。由于实践中存在很多不确定因素，可能导致实际结果与预测信息有很大的差别。因此，本文档信息仅供参考，不构成任何要约或承诺，信百会研究院、中78、国科学院大学网络创新与发展研究中心、全球计算联盟、中国计算机行业协会、华为技术有限公司，不对您在本文档基础上做出的任何行为承担责任，也可能不经通知修改上述信息，恕不另行通知。版权所有 参编单位所有。保留一切权利。非经参编单位书面同意，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本手册内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。商标声明是华为技术有限公司的商标或者注册商标。在本手册中以及本手册描述的产品中，出现的其他商标、产品名称、服务名称以及公司名称，由其各自的所有人拥有。是全球计算联盟的商标或者注册商标。是北京信百会信息经济研究院的商标或注册商标。RESEARCH INSTITUTE OF CHINAINFO 1OO信百会研究院是中国计算机行业协会的商标或者注册商标。
