《非馮諾依曼網絡計算體系》高端理論專著隆重預發布

2021-01-11 經濟網

2020年12月15日,由國家級特聘專家、清華海峽研究院智能網絡計算實驗室主任、中國雲體系聯盟秘書長沈寓實博士牽頭撰寫的《非馮諾依曼網絡計算體系》一書,在2020數字生態領袖論壇暨第十三屆信息主管年會上舉辦了隆重的新書預發布會。該書是國內首部系統論述基於非馮諾依曼架構的新一代網絡計算體系的高端科普性理論專著,獲得了行業內領導專家的高度重視和廣泛關注。中國工程院院士沈昌祥、中國電子信息聯合會專家委員會主任董雲庭、北京安全防範行業協會理事長單志剛、中國安防產品行業協會原副理事長兼秘書長靳秀鳳等領導專家出席會議,並一同啟動了新書預發布儀式。中國工程院院士倪光南在會上做視頻致辭,沈寓實博士發表了題為"下一代網絡計算體系"的特邀演講。

人類已經步入數字經濟時代,正由消費網際網路向產業網際網路、工業網際網路轉型,從弱人工智慧向強人工智慧、通用人工智慧演進,從內容數位化向物理世界數位化、生物世界數位化發展。一系列的新場景、新需求,對信息基礎設施底座提出了大算力、低延時、高智能的新要求,然而支撐網絡信息舊世界發展的摩爾定律、馮諾依曼架構和香農定理都已逼近極限。如何突破傳統計算架構和網絡體系的束縛,打造滿足網絡信息新世界要求的基礎設施,受到政產學研各界的空前關注。微軟、谷歌、IBM、阿里等科技巨頭紛紛布局下一代網絡計算體系。清華大學校長邱勇在今年的清華大學109年校慶致辭中明確提到,清華正以自強不息的精神全力突破馮諾依曼架構下的算力瓶頸,並且將勇往直前,投入更多精力和資源研究非馮諾依曼體系架構。今年年初,阿里達摩院發布了《2020十大科技趨勢》,將"計算存儲一體化突破AI算力瓶頸"列為重大趨勢之一。今年,科技部表示要進一步加大前沿技術研發和關鍵核心技術的攻關支持力度,先進計算、核心軟體、寬帶通信等均在支持之列。我國的先進計算水平比國際領先水平相差較大,我們應更多採取"以軟補硬"的技術路線,從計算通信融合、計算存儲融合、計算體系架構設計等角度,打造智能時代的算力基礎設施。

早在2012年,沈寓實博士就與高漢中先生聯合撰寫了《雲時代的信息技術:資源豐盛條件下的計算機和網絡新世界》一書,站在計算、存儲和網絡三大基礎性IT資源已經豐盛的角度,從計算、通信以及網際網路架構的起點,重新構思並布局新型網絡和計算體系,提出了"大一統網際網路和雲端信息中樞"的概念。當時沈寓實博士就深刻指出:隨著數據資源的不斷爆炸和摩爾定律的逐年放緩,馮諾依曼結構必將遭遇瓶頸,算力問題將是未來數字信息世界發展的"攔路虎"。對此,美國藝術與科學學院院士張亞勤和中國工程院院士李樂民深以為然,他們在為該書作序時都明確表示:雲計算已經成為美歐等發達國家和中國都高度關注的信息產業,但其面臨的算力、網絡時延和安全性問題都是明顯的阻礙,必須從計算架構層面予以解決,才能真正抵達我們理想中的數字時代。

近十餘年,沈寓實博士及其團隊一直積極探索如何突破馮諾依曼瓶頸和傳統網際網路協議局限,將計算、網絡、存儲三大資源融合起來,打造基於非馮諾依曼網絡計算的通用人工智慧體系,解決大算力、低延時、高可靠、異構融合等需求。十年磨一劍,《非馮諾依曼網絡計算體系》厚積薄發,應時而生。書中深入分析了從計算機時代、網際網路時代、移動網際網路時代、到雲時代、人工智慧時代以及價值網際網路時代的總體構架和演變趨勢,系統論述了計算、網絡與存儲三大資源底層深度融合的整體性和不可分割性,即未來信息領域的問題絕不可能從單一的角度得到解決,計算與通信、存儲融合是必由之路。非馮諾依曼網絡計算體系面向的是整個信息產業的未來生態,是對計算機架構、大數據存儲、寬帶網絡、網絡安全等領域的結構性重組,以流水線模式消除硬體邊界、以面向連接的思路提升網絡效率、以主動免疫的思想保障網絡安全,重新定義了人工智慧時代信息產業的運作模式,是開啟網絡空間供給側改革的核心。其理論突破和產業化落地,將成為夯實我國信息產業自主可控的關鍵性基礎。

《非馮諾依曼網絡計算體系》在謀劃和撰寫成書的過程中,得到了第十二屆全國政協教科文衛體委員會主任、國務院發展研究中心原主任張玉臺,公安部原副部長、國家網信辦原副主任陳智敏,原國家信息化領導小組辦公室副主任、住建部原副部長陳大衛,科技日報社原社長、國際歐亞科學院院士張景安,中共中央宣傳部原秘書長官景輝,科技部原秘書長、原國務院參事石定環等領導,以及孫家廣、方濱興、沈昌祥、張亞勤、倪光南、劉韻潔、鄔江興、林垂宙、解思深、李樂民、陳國良、鄭緯民、趙春江、鄧中翰、任福繼等十數位中國工程院、科學院兩院院士和國際院士的關注指導和大力支持。

張玉臺主任曾多次與沈寓實博士深入交談,並在為該書題寫的序言中指出:基礎理論研究是推進科學發展的基石,是創新發明的搖籃。紮實的基礎理論最擅長的就是把複雜的問題簡單化,抓住本質,實現創新。就像非馮諾依曼網絡計算體系,獨闢新徑,從計算架構變化的角度來解決困擾行業多年的晶片和軟體瓶頸問題。陳智敏副部長也表示,新一輪科技革命正在猛烈衝擊工業時代建立的政治經濟社會制度、意識形態、價值觀念、國際格局。非馮諾依曼網絡計算架構是新一輪科技浪潮中我國自主創新的核心技術,將極大夯實我國在國際科技競爭中的地位。

在12月15日的預發布會上,中國工程院院士倪光南通過視頻發表了題為"把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐"的致辭,他表示:科技領域的自立自強,應該努力重塑新的中國科技生態,全面加大科技創新和對進口的替代,增強原始創新,真正掌握核心技術。倪光南院士在為《非馮諾依曼網絡計算體系》一書題寫的序言中更進一步指出:非馮諾依曼網絡計算體系跳出"Win-Tel"體系的束縛,以一種全新的架構解決或規避了困擾計算機產業發展的諸多問題,是一個兼具完整性和革命性的突破和創新,更是核心技術完全自主安全可控的"中國成果",將助力中國在全球科技競爭格局中站穩腳跟。

中國工程院院士沈昌祥在會上發表了"開創新基建網絡安全主動免疫新生態"主題演講,他指出:在"新基建"的時代背景下,外部威脅與攻擊成為網絡安全領域的首要課題,開創新基建網絡安全主動免疫新生態勢在必行;未來,以可信、可控、可管為目的構建大數據等級保護體系框架將逐漸走向成熟,主動免疫機制的發揮空間非常廣闊。沈昌祥院士在為《非馮諾依曼網絡計算體系》題寫的序言中也提到:奇思妙想就是創新,本書創造性的提出了融合計算、存儲和通信為一體的網絡計算體系,在提升算力的同時彌補了馮諾依曼結構的安全性缺失,通過面向連接的定向數據通信來保證網絡安全,是極具建設性的構想和創新;非馮諾依曼網絡計算體系是具有自主安全能力的計算架構,有望為我國數字經濟發展和網絡安全建設帶來新一輪的探索和突破。

預發布儀式上,沈寓實博士詳盡闡述了新書的理論核心、研究思路及在新一代科技革命浪潮中的重要意義。他指出:人類發展的總趨勢遵循"否定之否定"的哲學規律,不是直線式前進而是螺旋式上升的,其發展的動力源於理論突破和實踐應用的長期互動和創新;這又是一個由量變到質變、再由質變飛躍開啟新的量變的反覆交迭的過程,是總體前進性與過程曲折性的辯證統一。馮諾依曼計算是圖靈機的一種實現形式,非馮諾依曼網絡計算在本質上是技術的創新和發展,是隨著大數據和人工智慧、虛擬實境和混合現實、以及區塊鏈和價值網絡等為代表的新時代的到來,所應運而生的新的體系構架。非馮諾依曼網絡計算體系是傳統基礎理論的突破和揚棄,也是計算機和網絡的工程技術和產業結構的革新和顛覆。

新書預發布環節,中國工程院院士沈昌祥、中國電子信息行業聯合會專委會主任董雲庭、北京安防行業協會理事長單志剛、中國安防產品行業協會原副理事長兼秘書長靳秀鳳一同上臺,與沈寓實博士共同按下啟動按鈕,鄭重開啟新書預發布儀式。同時,新書的聯合作者飛諾門陣CEO汝聰翀、COO王卓然、執行VP馬傳軍、CTO姚正斌共同為新書揭幕,宣布《非馮諾依曼網絡計算體系》即將震撼面世!到場的近千位來自清華大學、北京大學、中國政法大學、賽迪研究院、中國安防協會、中國雲體系聯盟等機構和眾多高科技公司的代表,紛紛對新書預發布表示熱烈祝賀,同時對新書的正式出版表示高度期待。

會上,沈寓實博士還應邀作了題為"下一代網絡計算體系"的主題演講,他十分感慨的表示:過去十年間,網絡信息技術領域發生了重大變化,摩爾定律逐年放緩、馮諾依曼遭遇瓶頸,雲計算、大數據、人工智慧等新一代信息技術正在重塑世界,引發了新一輪技術革命和社會變革。目前各國均在部署先進計算與系統軟體創新戰略計劃:美國發布國家創新計劃引領未來計算、歐盟成立大數據價值聯盟探討新型計算、日本國家理化研究所發布長期計劃挖掘計算效率。中國要掌握網絡空間主動權、保證網絡空間安全,必須明確戰略目標與發展思路:開闢新型計算系統結構及其核心軟體的"新賽道";研發具有可自持、可制衡、可博弈能力的智慧財產權;打造一批技術先進、自主可控安全的技術與產品;構築我國在非馮諾依曼體系結構與新型計算技術方面的競爭新優勢。

清華大學智能產業研究院(AIR)院長、美國藝術與科學學院院士張亞勤也是下一代計算和通信架構的長期關注者,早在2012年就為沈寓實博士的《雲時代的信息技術》一書作序。他當時提到,雲計算等重大科技變革正推動社會發展,只有站在歷史的角度做出極具前瞻性的戰略部署和突破創新,才能把握住跨越式發展的良機。時隔8年,張亞勤博士再次為《非馮諾依曼網絡計算體系》作序,表示十分欣喜看到新書進一步完善了前書中的設計理論,直面深度學習和5G邊緣計算對計算架構的新要求,提出了一套可實踐的非馮諾依曼網絡計算體系,對人工智慧時代計算與網絡新架構的探索突破大有助益。張亞勤博士近期在中國計算機大會的特邀報告中也指出,智能產業的發展需要突破已逼近極限的三大定律,即摩爾定律、香農定律和馮諾依曼架構,定義新範式、打造新模態,從而推動計算和通信融合發展!中國工程院院士鄔江興是另一位長期探索非馮諾依曼計算體系的代表人物,他自2007年受命領銜國家科技部重點專項課題"新概念高效能計算機體系結構及系統研究開發"任務開始,深感經典馮諾依曼體系架構是導致高性能計算中能效牆、內存牆、高速IO牆等壁壘的"第一因",然而當時任何企圖突破馮諾依曼架構的思想都被視為妄想或者異端邪說。鄔江興院士在為《非馮諾依曼網絡計算體系》作序時指出,沈寓實博士提出的網絡計算體系是與他同頻共振的顛覆性創新,本著科學求真的態度,站在寬廣的技術維度、俯瞰的產業高度、跨域的應用廣度,給出了計算、通信、安全等行業發展的全新視角、全新解讀和全新憧憬。

《非馮諾依曼網絡計算體系》這一理論成果誕生於對未來信息世界極具前瞻性的大膽構想,成長於數年如一日的堅定執著和刻苦鑽研,肩負著助力中國實現"彎道超車"的重要使命,能在這個特殊的年份結束前隆重面世,無疑是令人倍感震撼和深受鼓舞的!我們每個人都身處"科技引領未來,創新改變世界"的偉大時代,挑戰與機遇並存,壓力與動力同在。在這一偉大變革之際,我們既需要"創造性毀滅者"的遠見和氣魄,也需要"海納百川,圖大則緩"的胸懷和定力。相信《非馮諾依曼網絡計算體系》的發布,能夠拋磚引玉,鼓勵更多仁人志士投入到下一代網絡計算的創新和研發中來,共譜中國在科技革命和產業變革中的美好新篇章!

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