唐曉蕾（Maria Tang），賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾（左），酆毅（Bob Feng），賽靈思大中華區(qū)核心市場總監(jiān)酆毅（右）

1   新基建“新”在哪兒

我國正大力發(fā)展新基建。新基建“新”在哪兒？新在數(shù)據(jù)，即如何做基建以把數(shù)據(jù)的能量很好地釋放出來，使數(shù)據(jù)能更好地流通，以改變生活。

所以以前的基建是圍繞人，即怎樣改變?nèi)说纳?，怎樣讓社會更高效；新基建的目?biāo)是“新”，在于圍繞數(shù)據(jù)進(jìn)行的基建。

我國給出了新基建的七大領(lǐng)域：其中5G、人工智能、數(shù)據(jù)中心，主要關(guān)于數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)化，即怎樣把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過手機(jī)、智能工廠、人工智能變成產(chǎn)業(yè)化的東西；汽車、城際高速、特高壓、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是非常獨特的領(lǐng)域，特點是能夠產(chǎn)生海量的數(shù)字，同時又是傳統(tǒng)行業(yè)，因此，我們要思考怎樣讓傳統(tǒng)行業(yè)利用數(shù)據(jù)產(chǎn)生的能量加速發(fā)展。所以，人們把新基建分成數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化（如圖1）。

圖1 新基建按照數(shù)據(jù)的分類

2   數(shù)據(jù)引力帶來了邊緣計算的需求

為何今天數(shù)據(jù)變得如此重要？因為當(dāng)數(shù)據(jù)成為一種社會的能量聚集點后，會吸引很多服務(wù)、應(yīng)用向數(shù)據(jù)靠攏。這也產(chǎn)生了邊緣的智能計算。（如圖2）。 

圖2 “數(shù)據(jù)引力”圖

數(shù)據(jù)的引力作用由2個層面來決定，以下以新基建中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來說明。

1）系統(tǒng)的延時所帶來的訴求。從控制系統(tǒng)角度，控制的速率是由自然數(shù)據(jù)的頻率，即自然速率來決定的。根據(jù)Nyquist定理，至少要2倍的采樣頻率才能實現(xiàn)有效的信息捕捉。對于系統(tǒng)，它的要求更高，理論上是需要有10倍的采樣頻率（如圖3）。

例如，對于較慢的頻率，如燃?xì)獍l(fā)電機(jī)或者是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它們的數(shù)據(jù)頻率可能是在十幾Hz或幾Hz，但是控制速率需達(dá)到10 ms左右。這時如果對控制系統(tǒng)的作用是通過中央處理平臺來實現(xiàn)的，會給物理限制帶來挑戰(zhàn)。因此無法通過云化來進(jìn)行這樣的控制系統(tǒng)的管理。

2）成本角度。對于計算中心，同樣是發(fā)電站的數(shù)據(jù)量消耗，圖4左列出了各種I/O控制的數(shù)據(jù)量，推斷到每分鐘、每小時、每天，每月的吞吐量，結(jié)果是一個普通的電站所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，至少在7 700 GB以上。以亞馬遜云(aws)的云存儲服務(wù)作為模型來計算，僅發(fā)電站的數(shù)據(jù)存儲成本，每月要超過1.3萬美元。

可見，由于數(shù)據(jù)引力，一方面是數(shù)據(jù)的物理限制導(dǎo)致了本地化部署的需求，另外是數(shù)據(jù)的數(shù)量，二者同時把計算推向了邊緣。即加倍的邊緣計算及智能化帶來了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的需求。

圖3 系統(tǒng)物理圖

3   雜亂無章、爆炸性增長的數(shù)據(jù)需要自適應(yīng)平臺

數(shù)據(jù)今天是以一種什么樣的形式出現(xiàn)？①是雜亂無序的，②增長既不是線性的，也不是指數(shù)級的，而是爆炸性的。線性的，例如隨著手機(jī)用戶的增多，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的量就多了，實際上，每部手機(jī)的帶寬/數(shù)據(jù)流量是有限制的。但是今天，我們面對的不是這種形式，而是能夠接入、產(chǎn)生數(shù)據(jù)的端越來越多，即每個端都在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)是怎樣完成傳輸、計算，從而產(chǎn)生內(nèi)容和意義的？實際上，它不是一種架構(gòu)就能夠產(chǎn)生。即不像以前簡單的諸如通訊里的數(shù)據(jù)，或汽車?yán)锏臄?shù)據(jù)，而是把短視頻、流媒體等各種不同的數(shù)據(jù)都疊加進(jìn)來。所以，單一的數(shù)據(jù)架構(gòu)無法獨立完成這種海量數(shù)據(jù)的處理。

為此，自適應(yīng)和智能計算的領(lǐng)先企業(yè)賽靈思公司（Xilinx）于2018年提出了“異構(gòu)計算”概念。當(dāng)時正處于數(shù)據(jù)爆炸的黎明，賽靈思認(rèn)為：異構(gòu)計算將會是整個世界需要的一種計算模式。

因為芯片的迭代周期越來越慢，而不是越來越快。例如，從90 nm到16 nm過程，在制程上每2年左右推出一代新品，或是容量翻番。但是，隨著進(jìn)入到20 nm之后，芯片的推進(jìn)周期越來越慢。

但從另一角度來看，創(chuàng)新是在快速演進(jìn)的。例如現(xiàn)在的智能世界和AI（人工智能）時代，算法的演進(jìn)是非常快的，以AI為例，可能算法的演進(jìn)也就是一篇論文的發(fā)表，人們就能發(fā)現(xiàn)一個全新的世界；與此同時，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在不停地從各種維度更迭。所以今天的創(chuàng)新和芯片的周期變成了一種非常不匹配的節(jié)奏。

因此世界在呼喚一種自適應(yīng)的計算，它不被芯片的設(shè)計周期所限制；但是又同時在算法演進(jìn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)的時候來支撐人們的想法，再跟上保密性/安全性的需要，以及傳感器和接口數(shù)量不斷增加時，能夠有一種硬件，讓用戶可以自適應(yīng)地去滿足這些需求。

圖4 發(fā)電站的數(shù)據(jù)量及成本

2018年賽靈思推出了區(qū)別于CPU、GPU的一種新型計算架構(gòu)——ACAP（自適應(yīng)計算加速平臺）。

對于新基建，賽靈思怎樣落地？首先是讓客戶去接受賽靈思的產(chǎn)品；然后再根據(jù)客戶的需求做優(yōu)化，并如此反復(fù)迭代——因為新基建落地的過程是螺旋式上升的，可能要經(jīng)歷5~10年的漫長過程，所以需要把該落地，能落地的事情先做好，然后在和客戶一起成長。

自適應(yīng)的核心是適者生存。在這樣一個創(chuàng)新的、瞬息萬變的時代，靈活多變的高性能自適應(yīng)計算平臺，有望成為創(chuàng)新的利器和驅(qū)動新基建的強大引擎。

本文來自2020年8月期《電子產(chǎn)品世界》