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(zhàn)與研究方向

極客網(wǎng)·極客觀察（朱飛）4月13日 哲學(xué)家黑格爾曾說：“一個民族只有有那些關(guān)注天空的人，這個民族才有希望。如果一個民族只是關(guān)心眼下腳下的事情，這個民族是沒有未來的。”

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

在題為“邁向智能世界2030——技術(shù)挑戰(zhàn)與研究方向”的開場主題演講中，他從人類社會發(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可持續(xù)發(fā)展之道，并基于世界構(gòu)成的三要素，洞察總結(jié)出未來十年人們需要突破的九大技術(shù)挑戰(zhàn)和研究方向，展示了華為心目中未來十年全產(chǎn)業(yè)需要努力到達(dá)的“詩與遠(yuǎn)方”。

最后他呼吁產(chǎn)、學(xué)、研各界精誠合作，以開放包容、協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制，匯集全人類的智慧和創(chuàng)新能力滿足需求并解決問題——這與當(dāng)下某些國家制造割裂、“逆全球化”的做法形成強(qiáng)烈反差，引發(fā)線上線下廣大與會者的熱烈反響！

人類社會發(fā)展的兩大根本主題，與華為眼中的三個可持續(xù)發(fā)展之道

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

聯(lián)合國報告顯示，2030年全球?qū)⒂?6億人口，其中65歲以上人口占比將超過12%，25歲以下的人口比例則持續(xù)下降，由此帶來的人口老齡化和勞動力不足將成為社會發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。

與此同時，全球能源消耗卻正以每年1.7%的速度在快速增長。報告統(tǒng)計自18世紀(jì)以來，人類能源消耗增長了22倍，其中不可再生的化石能源占比高達(dá)85%，而其他新興能源還沒做好擔(dān)當(dāng)主力的準(zhǔn)備。

面對這兩大根本挑戰(zhàn)，徐文偉認(rèn)為低碳化、電氣化、智能化是可持續(xù)發(fā)展的必由之路，而且未來十年內(nèi)就必須做出較大的成績。

華為預(yù)測，2030年以太陽能、風(fēng)力發(fā)電為代表的可再生能源占比將超過50%；電動汽車銷量占比將超過50%，使得電氣出行成為主力；家用智能機(jī)器人使用率將超過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，需從世界構(gòu)成的三要素理解未來挑戰(zhàn)與方向

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

徐文偉強(qiáng)調(diào)，人類以及人類通過使用當(dāng)前科技手段而獲得的能力，與自然界的其他動物相比，并不總是領(lǐng)先。比如，雖然現(xiàn)在手機(jī)攝像頭的能力已經(jīng)達(dá)到100倍變焦，但是離蜘蛛肉眼對物體輪廓和運動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足自動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(yǎng)蚜蟲等很多事，其計算效率遠(yuǎn)超現(xiàn)在AI領(lǐng)域的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。如果可以深入學(xué)習(xí)和借鑒螞蟻大腦的運作方式，業(yè)界或可發(fā)現(xiàn)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，實現(xiàn)新的計算；跨越空間的障礙，實現(xiàn)身臨其境；拓展認(rèn)知的極限，開發(fā)介觀（介于宏觀和微觀之間的狀態(tài)）器件……最終獲得能力、效率、體驗的不斷升級。

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

展望2030年，聯(lián)接數(shù)量將達(dá)到千億級，5G速度將達(dá)到10Gbps，算力將實現(xiàn)100倍提升，存儲能力將實現(xiàn)100倍提升，可再生能源的使用將超過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(zhàn)和發(fā)展方向，讓聯(lián)接更強(qiáng)、計算更快、體驗更好、能源更綠

基于上述邏輯與預(yù)測，徐文偉發(fā)布了華為眼中未來十年的9大技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)展方向，包括：

挑戰(zhàn)1：定義5.5G，支撐未來千億規(guī)模的多樣性聯(lián)接；

挑戰(zhàn)2：在納米尺度上駕馭光、實現(xiàn)光纖容量指數(shù)級增長；

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

挑戰(zhàn)4：通用算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上智能世界的需求，必須打造超級算力；

挑戰(zhàn)5：從海量多模態(tài)的數(shù)據(jù)中高效地進(jìn)行知識提取，實現(xiàn)行業(yè)AI的關(guān)鍵突破；

挑戰(zhàn)6：突破馮諾依曼限制，構(gòu)建百倍密度增長的新型存儲；

挑戰(zhàn)7：將計算與感知結(jié)合，實現(xiàn)多模交互的超現(xiàn)實體驗；

挑戰(zhàn)8：通過連續(xù)性的健康監(jiān)測實現(xiàn)主動健康管理；

挑戰(zhàn)9：構(gòu)建智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)綠色發(fā)電、綠色儲電和綠色用電。

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

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

數(shù)量的挑戰(zhàn)來自萬物互聯(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(dāng)前5G定義的三大場景（對應(yīng)三大能力）很難支撐多樣性的物聯(lián)場景需求，對那些同時需要兩種能力的場景（比如某些工業(yè)物聯(lián)應(yīng)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(dǎo)的應(yīng)對方案是定義5.5G，把5G場景“三角形”變成5.5G場景“六邊形”，新增UCBC（上行超寬帶）、RTBC（實時寬帶交互）、HCS場景（通信感知融合），從而更好地支持多樣性聯(lián)接。

容量的挑戰(zhàn)來自大帶寬/超大帶寬應(yīng)用的發(fā)展普及，包括4K/8K超高清視頻、VR/AR/MR等應(yīng)用，它們對作為聯(lián)接骨干的光纖提出了挑戰(zhàn)。比如，當(dāng)前一根光纖可承載100萬人觀看4K視頻，到2030年要承載100萬人欣賞MR，單纖容量要提升10倍，超越100T。對此華為倡導(dǎo)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)，實現(xiàn)單纖容量十倍甚至百倍增長。

協(xié)議的挑戰(zhàn)來自產(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)議必須實現(xiàn)從消費互聯(lián)網(wǎng)時代的盡力而為升級到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的端到端SLA、靈活定義IP地址長短等能力，才能聯(lián)接一切事物。

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

算力層面，面向2030，算力需求將增長100倍，但當(dāng)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(dǎo)一方面在數(shù)字計算維度構(gòu)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(yīng)用。

AI層面，智能世界離不開AI， AI應(yīng)用碎片性與AI的可信問題不可回避。華為倡導(dǎo)通過構(gòu)建通用的AI系統(tǒng)、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(shù)據(jù)中高效地進(jìn)行知識提取，實現(xiàn)行業(yè)AI的關(guān)鍵突破。

數(shù)據(jù)存儲層面，面對智能世界2030的數(shù)據(jù)大爆炸，存儲需要存得下、用得好，這要求當(dāng)前存儲系統(tǒng)單位空間和能耗下的存儲密度要提升100倍，PB級數(shù)據(jù)訪問帶寬的訪問時延要從ms級降到us級，性能密度提升百倍。為此華為倡導(dǎo)通過存儲介質(zhì)和存儲架構(gòu)創(chuàng)新，打破容量墻、性能強(qiáng)，構(gòu)建百倍密度增長的新型存儲系統(tǒng)。

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

極致用戶體驗層面，毫無疑問，智能世界的體驗將更上一層樓，超現(xiàn)實體驗將成為現(xiàn)實。所謂超現(xiàn)實體驗，就是虛擬世界與真實世界的無縫融合，打通聽覺、視覺、觸覺、嗅覺，實現(xiàn)人與數(shù)百種邊緣設(shè)備之間的多模交互，準(zhǔn)確地感知和還原世界，并在虛實結(jié)合的世界中理解用戶的意圖。為實現(xiàn)目標(biāo)，華為倡導(dǎo)將用戶所處的環(huán)境整體作為一個超級計算機(jī)對待，依托語言、觸覺、光感、腦機(jī)等多模傳感器進(jìn)行信息采集和傳輸，識別用戶意圖，并通過裸眼3D、全息投影、AR隱形眼鏡、數(shù)字嗅覺和數(shù)字觸覺等技術(shù)呈現(xiàn)給用戶。

生命健康關(guān)懷層面，人口老齡化帶來了更多慢性病。據(jù)統(tǒng)計，85%的死亡是由于慢性病，而慢性病必須進(jìn)行實時檢測。必須攻克需要醫(yī)療級水平的可穿戴設(shè)備，如無創(chuàng)血糖、連續(xù)血壓、連續(xù)心電等測量。為此華為倡導(dǎo)結(jié)合云服務(wù)和人工智能技術(shù)，為個人打造一個完整個人健康大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)主動健康管理；通過腦機(jī)接口、肌電接口、可穿戴機(jī)器人等，實現(xiàn)從被照顧到自主管理，提升老年人的幸福感。

最后看能源。當(dāng)前在“碳達(dá)峰、碳中和”的引領(lǐng)下，全球能源供給加速向新能源轉(zhuǎn)型，同時也帶來了發(fā)電、儲能以及用電的新挑戰(zhàn)。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，用電場景處處需要向零碳看齊……這些都需要一張雙向交互、智能調(diào)度、實時監(jiān)測的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)給予支撐。為此華為倡導(dǎo)以比特賦能瓦特，通過管理技術(shù)、控制技術(shù)、儲能技術(shù)、電力電子基礎(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，實現(xiàn)綠色發(fā)電、綠色儲能和綠色用電。

當(dāng)然，人口老年化與能源消耗加快是人類社會發(fā)展面臨的共同挑戰(zhàn)，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需要全世界產(chǎn)業(yè)各界一起努力。正如徐文偉最后強(qiáng)調(diào)，“為了滿足人類發(fā)展的需求以及解決所面臨的問題，我們需要匯集全人類的智慧和創(chuàng)新能力，必須以開放包容、協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制，跨越挑戰(zhàn)。想象未來靠科幻，創(chuàng)見未來靠科技，我們必須把工業(yè)界的問題、學(xué)術(shù)界的思想、風(fēng)險資本的信念，整合起來，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容

回到開篇黑格爾關(guān)于民族未來的論斷，其實對企業(yè)、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)乃至整個人類經(jīng)濟(jì)社會來說，又何嘗不是如此！過去100多年來，正是人類持續(xù)“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(xiàn)代社會的偉大與輝煌。

當(dāng)前正處在第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵時刻，然而芯片短缺已開始影響各行各業(yè)。分裂之下人人自危，主要經(jīng)濟(jì)體被迫走向獨自構(gòu)建供應(yīng)鏈閉環(huán)的逆行之路，帶來重復(fù)投資、資源浪費、能耗增加、環(huán)境污染等一系列問題，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(xù)發(fā)展目標(biāo)背道而馳。此時此景，艱難求生存的華為站出來重申人類面臨的根本問題，識別技術(shù)挑戰(zhàn)并提出解決之道，呼吁全人類聯(lián)合起來邁向智能世界2030，意義深遠(yuǎn)！

數(shù)據(jù)顯示，在最艱難的2020年，盡管營收增速降到較低水平，但華為絲毫沒有停下投資技術(shù)的步伐，全年研發(fā)支出高達(dá)1419億元，占年收入的比例達(dá)到15.9%。過去十年，華為總體研發(fā)支出已超過7200億元，技術(shù)專利高居全球前列。這份相信科技、投入科技的定力，令人動容！

燈塔倒塌了，總得有人舉起火把，為萬千個人、家庭和企業(yè)組織邁向智能世界，為人類社會可持續(xù)發(fā)展照亮前行之路。“想象未來靠科幻，創(chuàng)見未來靠科技”，面向未來，無論是深入行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)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觀派在筑基、在耕耘、在牽引，也殷切期待更多企業(yè)和組織加入進(jìn)來，腳踏實地又“仰望星空”，充分相信并發(fā)揮技術(shù)對社會的推動作用，共創(chuàng)人類命運共同體的美好未來！

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