未来のコンピューティングアトラス: 10 年後のコンピューティングはどのようになっているでしょうか?

疫病による世界的な経済低迷の混乱の中で、不確実性の中で未来を予測することは、業界関係者が進路を調整するための参考となるだけでなく、業界が将来の発展について合意を模索するための探求でもあります。

インテリジェンスの時代では、接続性、ストレージ、コンピューティング能力が開発の基礎として認識されています。これらの礎石はどのような未来を築くのでしょうか?今後 10 年間のインテリジェント時代がどのようなものになるかを議論するには、将来のコンピューティングの可能性のある開発傾向を予測する必要もあります。結局のところ、コンピューティングのレンガとタイルが将来の知能の建物を構築することになるのです。

では、今後 10 年間のコンピューティング開発のトレンドは何でしょうか?この質問に答えるには、デジタル時代の最先端技術のトレンドセッターを見つけ、彼らの戦略と選択、考え方と実践を理解し、トレンドに最も近い、あるいはトレンドを生み出す業界のロールモデルを観察して、将来の方向性をつかむ必要があります。

未来のコンピューティング：業界のアップグレードに必要

10 年前、人類は ZB データ時代に入り、モバイル インターネット、クラウド コンピューティング、ビッグ データなどの新興テクノロジーがちょうど普及し始めたところでした。 10 年後、これらのテクノロジーは何千もの業界に深く統合され、コンピューティングは前例のない役割を果たすようになりました。

10年後にはYB時代を迎えます。その時までに、世界のデータは年間1YB増加し、一般的な計算能力は10倍の3.3ZFLOPSに、人工知能の計算能力は500倍の100ZFLOPS以上に増加すると推定されています。今後 10 年間で、コンピューティングは私たちをまったく新しいインテリジェントな世界へと導くでしょう。

将来のインテリジェントな世界を構築するには、コンピューティングのトレンドにどのような変化が必要でしょうか?今後 10 年間のコンピューティング開発のトレンドに対する答えを探るには、まず、将来のコンピューティングがなぜ大規模に開発される必要があるのか​​、そしてその開発の原動力は何なのかを明らかにする必要があります。現在の技術発展において、コンピューティングは実際のアプリケーションとトレンドの促進におけるアップグレードの必要性に直面しています。

デジタル世界と物理世界がシームレスに統合され、科学的探究の境界が拡大し、コンピューティング能力に対する需要が高まっています。デジタル化の波の下でのあらゆる分野の発展は、コンピューティングの強化に依存しています。同時に、長期的なデュアルカーボン戦略目標に牽引され、伝統的な産業もグリーンコンピューティング改革を緊急に必要としており、これによりコンピューティングは産業のアップグレード、社会経済、環境とより密接に結びつくことになります。

人工知能は知覚から認知へと移行しています。何千もの業界では、生産、輸送、医療、製造など、さまざまな産業分野における複雑で多様なシナリオの問題を解決するために、需要の高いコンピューティング タスクとコンピューティング アーキテクチャを継続的にアップグレードする必要もあります。

コンピューティングの発展においては、ムーアの法則とシャノンの限界がその発展の限界となります。これは、コンピューティングが自己革命と革新の新たな段階に入ったことも意味します。今後 10 年間は、コンピューティングの発展にとって重要な 10 年となるでしょう。コンピューティングは、古いアルゴリズム、ソフトウェア、アーキテクチャ、材料などの境界を突破する必要があります。これにより、産業と経済の発展に新たな「燃料」がもたらされ、ポストモダンの人々にとってよりスマートで、より環境に優しく、より安全なコンピューティングの新しい時代が開かれます。

デジタル化とインテリジェント化の波に後押しされ、何千もの産業の発展はコンピューティングの強化に依存しています。コンピューティング開発のボトルネックの再革新から、業界全体のアップグレードやグリーン経済開発のニーズまで、コンピューティングとコンピューティング インフラストラクチャに対する新たな要求が提起されています。将来のインテリジェントな世界の課題に対処するには、コンピューティングをあらゆる面で発展させる必要があります。

では、今後 10 年間で、コンピューティングは具体的にどのような方向へ発展していくべきでしょうか?業界リーダーの Huawei はアナリスト会議で実務家の観点からいくつかの考えを述べました。

コンピューティングの10年: 6つの技術特性の進化

ムーアの法則とシャノンの限界は、この時代における技術的な限界を定義します。次のコンピューティング時代に到達したいのであれば、イノベーションの限界を体系的に突破することから始めなければなりません。

今後 10 年間でどのような新しい形態のコンピューティングが生まれるのでしょうか?これら 6 つの技術形態から、コンピューティングの未来を垣間見ることができます。

1. 物理層でのブレークスルー。現在の半導体プロセスが徐々に物理的限界に近づくにつれて、物理層におけるブレークスルーを利用してコンピューティング効率とストレージ密度を向上させ、産業技術革命を達成することになります。主な方向性としては、アナログ コンピューティング、非シリコンベースのコンピューティング、新しいストレージなどがあります。例えば、エネルギー効率密度の向上という点では、量子コンピューティングや光コンピューティングが今後のアナログコンピューティングの代表的な技術となるでしょう。 1,000量子ビットのチップは2025年に登場し、特定のシナリオで市販されるようになると予想されています。ストレージは、そのライフサイクル全体を通じて、ホット データ、ウォーム データ、コールド データの違いを中心に展開されます。将来、メディアは、データ保存のための大量のデータへのリアルタイム、効率的、低コストのアクセスという中核的な要求を満たすために、高速かつ高性能、そして大容量かつ低コストという 2 つの方向に進化するでしょう。

2. 多様性の計算。将来の統合アプリケーションでは、CPU 中心からデータ中心へと移行し、対称型コンピューティング アーキテクチャへと進化する多様なコンピューティングが必要になります。バスは対称コンピューティング アーキテクチャの中核です。将来的には DC レベルのコンピューティング バスが登場します。新しいバスのサポートにより、対称コンピューティング、ユビキタス コンピューティング、統合ストレージとコンピューティングなどの新しいコンピューティング アーキテクチャが徐々に実現されます。同時に、ソフトウェアスタックも包括的に再構築されます。

3. 多次元のコラボレーション。これには 2 つの側面があります。1 つは 3 次元コンピューティング、もう 1 つはデジタル ツインです。今後は、クラウド、エッジ、エンドが水平・垂直に連携・連携し、互いの強みを補完し、3次元コンピューティングを形成していきます。 2025 年にはエッジインテリジェンスの業界普及率が 40% に達し、エッジクラウドアーキテクチャが業界の標準となり、大規模に商用化されると予測されています。スマート シティやスマート ファクトリーなどのアプリケーションの推進により、デジタル ツインの実装もより迅速化されます。

4. インテリジェントな認知。 AI テクノロジーは、知覚から認知へ、そして認知から創造へと移行します。知覚知能から認知知能へ、2025年には検索・推奨・対話などの推論シナリオに適用され、2030年にはローカルシナリオで機械が人間に取って代わると予想されています。認知知能から創造知能へと進化し、生成型AIを実現すると、2030年までにAIがトレーニングデータを積極的に検索し、自己更新、自己進化、自己創造を実現できるようになると予想されています。

5. 本質的なセキュリティ。将来的には、コンピューティング セキュリティはシステムの固有の機能となり、データのライフ サイクル全体にわたって実行されるようになります。 2026年までに、準同型暗号の性能が1,000倍向上し、初期の商用利用が達成され、デジタルアイデンティティの分野で世界的に認められるコンセンサスアルゴリズムが登場すると予想されています。 AI アプリケーションの普及に伴い、AI のセキュリティと信頼性がますます重要になります。 2026年までに、AIモデルの堅牢性は現在の5％から80％以上に向上すると予想されています。新しいコンピューティングパラダイムの出現に伴い、新しいセキュリティアーキテクチャとシステムを構築することも必要になります。セキュリティは、ネットワーク コンピューティング、多様なコンピューティング、ピアツーピア コンピューティングなどの新しいコンピューティング アーキテクチャに統合されます。

6. グリーンで集中的。集約的な構築、コンピューティング パワーの利用率の向上、および単位コンピューティング パワーのエネルギー消費量の削減は、グリーン コンピューティングと集約的なコンピューティングを実現するための主な方法です。具体的な実装方法には、チップエンジニアリング、統合 DC、コンピューティング電源ネットワークなどがあります。コンピューティングパワーネットワークは、新しいネットワーク技術を通じてさまざまな場所のデータセンターを接続し、コンピューティングパワーサービスを実現し、社会レベルでのコンピューティングパワーの集中的な構築と再利用を実現し、コンピューティングパワーの利用率を向上させます。 2030 年までに、100 を超える都市ノードを備えたコンピューティング ネットワークが構築されると予想されています。

将来の複雑なアプリケーション シナリオに直面すると、単一ポイントのテクノロジやイノベーションでは、数百倍または数千倍のコンピューティング能力に対する将来の需要をサポートすることが難しくなります。したがって、Computing 2030 の 6 つの主要な技術的特性は、互いに独立しているわけではありません。さまざまな技術的利益とイノベーションの利益が乗数効果を発揮できるようにするには、システムレベルのイノベーションとすべての要素の調整が必要です。この方法によってのみ、将来のコンピューティング シナリオのコンピューティング能力の要件を真に満たし、コンピューティング業界の継続的な反復的な進化を推進することができます。

未来に向けて：実務家のコンピューティング開発

世界的な視点から見ると、コンピューティング能力はデジタル経済の発展を支える重要な生産力となっています。世界ではコンピューティング インフラストラクチャの構築への投資が増加しており、高性能コンピューティングへの投資が大きなトレンドとなっています。

この時代、中国のデータインフラも積極的に構築されつつあります。今年初めに開始された「東データ西コンピューティング」プロジェクトは、国内のビッグデータセンターを統合し、8つの主要都市ハブと10のクラスターの配置を調整した。

60年前、キルビーが世界初の集積回路を開発した当時、コンピューターとインターネットが世界を今日のような形にするとは誰も想像できなかったでしょう。同様に、私たちが現在経験しているインテリジェントコンピューティング革命も、世界をより広い未来へと導くでしょう。