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 Application of Universal Computing Root Technology通用计算根技术发展 与应用白皮书行业报告资源群 1.进群福利：进群即领万份行业研究、管理方案及其他学 习资源，直接打包下载 2.每日分享：6份 行研精选报告 、3个行业主题 3.报告查找： 群里直接咨询，免费协助查找 4.严禁广告：仅限行业报告交流，禁止一切无关信息 知识星球 行业与管理资源 专业知识社群 ：每月分享8000+份行业研究报告、商业计划、 市场研究、企业运营及咨询管理方案等，涵盖科技、金融、 教育、互联网、房地产、生物制药、医疗健康等；已成为 投 资、产业研究、 企业运营、价值传播等 工作助手 。微信扫码，长期有效 微信扫码，行研无忧免责申明： 1.本内容非原报告内容; 2.报告来源互联网公开数据；如侵权请联系客服微信，第一时间清理； 3.报告仅限社群个人学习，如需它用请联系版权方； 4.如有其他疑问请联系微信 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。 2017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” 之间交替摆动，大概每十年波动一次。牧本波动（Makimoto's 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。