数据来了，你能“吃”得掉吗？

自2019年以来，5G这个词出现得越来越频繁。今年年初，国家发改委表示，今年将加强新基础设施建设，加快5G业务的步伐。工业和信息化部还透露，一些城市将发放5G临时许可证。然而，由于国内三大运营商集中部署在17个试点城市，由*、巨头和投资机构共同推动的5G商业显然将进入最后的准备阶段。

然而，当5G时代到来时，人们真的准备好了吗？这个行业实际上对这个问题充满了担忧。

2月21日，中国科学院北京分院会同北京中关村园区管委会公布第八届科技成果转化奖名单。中国科学院计算技术研究所开创性团队的一项成就可能会给人们一些新的启示。

摩尔失败定律

1965年，英特尔创始人戈登·摩尔提出了著名的“摩尔定律”，即芯片的计算性能大约每18到24个月就会翻倍。

依靠半导体技术惊人的进步速度，计算机世界已经按照这一规则运行了半个世纪，直到最近。

一些数据显示，在过去三年中，芯片晶体管密度的年增长率仅为3.5%，这意味着半导体芯片的制造工艺已经接近一定的物理极限，摩尔定律已经“失效”。

不幸的是，“数据摩尔定律”的时代似乎才刚刚开始，而芯片技术已经到了极限。美国发布的“2016-2045年新兴技术趋势”预测，从2015年开始，全球数据量将每两年翻一番。

这造成了需求和产能之间的巨大差距。以一辆将来能自己驾驶的汽车为例。根据计算，如果汽车想要至少安全和智能，计算力需要达到每秒300TB的数据。

“随着5G技术的出现，指数级增长的数据需要更强大的计算效率和能耗比率。在“后摩尔时代”，很难有效地继续依赖传统的通用计算。”中国科学院计算研究所研究员、中国科学院创始人兼首席执行官严桂海坦言，“数据爆炸即将来临。我们必须找到‘吃掉’数据的方法。”

科学家的创业基因

严贵海认为，在“新摩尔定律”发现之前，架构的创新需要发挥更大的作用，专用计算架构将发挥巨大的作用。

近年来，几乎所有的互联网巨头都在忙着“修补”，也就是说，使用特定于应用程序的加速协处理器与它们的标准服务器*处理器来联合处理海量数据。一些分析师预测，到2020年，协处理器的总渗透率将超过5%。

这使得过去几年不明显的业务需求更加突出。然而，由于英特尔和微软等计算领域的多年垄断，市场上的大多数相关企业都在应用层，真正的底层R&D实力基本上在研究机构。掌握全堆栈解决方案技术的国内企业非常稀少。

这也是严桂海等人决定从中国科学院计算研究所创业的根本原因，该研究所已经存在了十多年。当时，阎桂海已经在研究院学习了两年的特殊计算架构技术。他做得越多，就越觉得在这个领域有巨大的潜力。“我国的基础平台能力不强，许多框架和平台的事情都是在国外完成的。我们只是想，我们能坚持到底，啃这块硬骨头吗？”中国科学院计算研究所培育了联想、曙光等知名企业，被许多人视为中国计算技术产业的源头，其创业基因根深蒂固。研究所强烈支持严贵海的想法，并鼓励他将科研成果转化为产业。

就这样，2017年底，严桂海决定将过去10年的积累注入一家全新的“硬科技”公司，抓住这次产业转型的机遇，寻找一条新的赶超之路。

慢煮“硬食物”

中科玉号的核心原始技术是KPU(核心处理器)，它是一种专门为加速特定领域的核心功能计算而设计的协处理器。KPU以功能核心为基本单元，直接抽象和综合应用中的计算密集型应用，实现以应用为中心的体系结构的“定制化”。根据要求，一个KPU可以集成几十到几百个功能内核。

KPU分为功能区和非功能区，功能区可以根据计算特点配置不同的内核，设计成本相对较低；然而，非功能性区域可以被重用，以再次降低开发成本。

“一般来说，KPU就像一辆汽车。汽车的外壳是固定的，内部配置可以根据不同用户的需要定制。”严桂海告诉《中国科学日报》。

由于这种特殊的设计，芯片的研发周期也大大缩短。与传统芯片的2-3年迭代周期相比，KPU从需求到芯片落地只需要6个月。

“当前计算能力需求爆炸的趋势显而易见，特定领域架构是突破计算能力瓶颈的方向之一。”香港科技大学理工学院院长郑广庭表示，由于对专用处理器的需求没有通用处理器大，企业需要在开发成本和领域规模之间取得平衡。中科玉树解决了设计成本问题，大大扩展了特定领域架构的应用范围。

尽管市场对“硬食品”的需求如此迫切，但严桂海似乎并不急于赚取“快钱”。接下来，他将选择几个合作伙伴，以务实的方式做几个示范项目。“我们不想为了短期利益而迅速扩张，而是想提高技术壁垒，这样我们的国家才能保持在这一领域的领先优势。”