倪光南

計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都是信息領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù),是建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略支撐.當(dāng)前,隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中蓬勃興起,數(shù)據(jù)已成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的核心資源和生產(chǎn)要素,算力開(kāi)始成為科技強(qiáng)國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施,成為人工智能時(shí)代科技發(fā)展和全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的高地.

算力主要體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的處理能力.這里我們提出廣義算力的概念,廣義算力是由算力、存力和運(yùn)力(即信息計(jì)算力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)力和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力)三者融合而成,構(gòu)成了支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎.

根據(jù)國(guó)際權(quán)威數(shù)據(jù)分析研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè),從2018年到2025年,全球數(shù)據(jù)量將從33ZB增至175ZB,其中,我國(guó)的數(shù)據(jù)量將從7.6ZB增至48.6ZB,躍居為全球第一.正是在這種大背景下,我們?cè)诮ㄔO(shè)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施中,要高度重視未來(lái)算力、存力和運(yùn)力為支撐的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施底座建設(shè).

所謂存力,是以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為核心,包含性能表現(xiàn)、安全可靠、綠色低碳在內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)能力,是激活數(shù)據(jù)要素的核心動(dòng)能.存儲(chǔ)歷來(lái)是一個(gè)高度壟斷性的行業(yè).從全球市場(chǎng)份額來(lái)看,DRAM市場(chǎng)是三星、美光、海力士的三分天下,閃存(NAND Flash)市場(chǎng)被三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、海力士5家所瓜分.由此可見(jiàn),今后中國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)必須打破外國(guó)跨國(guó)公司的壟斷,才能爭(zhēng)得自己的一席之地.

近日,工信部、中央網(wǎng)信辦、教育部、國(guó)家衛(wèi)健委、中國(guó)人民銀行、國(guó)務(wù)院國(guó)資委6部門(mén)發(fā)表《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《計(jì)劃》).《計(jì)劃》認(rèn)為:算力基礎(chǔ)設(shè)施是新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,呈現(xiàn)多元泛在、智能敏捷、安全可靠、綠色低碳等特征,對(duì)于助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、賦能科技創(chuàng)新進(jìn)步、滿(mǎn)足人民美好生活需要和實(shí)現(xiàn)社會(huì)高效能治理具有重要意義.

《計(jì)劃》要求加強(qiáng)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新,推進(jìn)算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展,充分發(fā)揮算力對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)作用.本文著重分析廣義算力(算力、運(yùn)力、存力)中,存力的高質(zhì)量發(fā)展問(wèn)題,這正是當(dāng)前中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重大機(jī)遇和挑戰(zhàn).

AI大模型現(xiàn)正走向千行萬(wàn)業(yè),據(jù)估計(jì)未來(lái)2年將落地50%+的行業(yè)場(chǎng)景.當(dāng)前,生成式AI正在從基礎(chǔ)大模型發(fā)展到行業(yè)模型,并將深入到無(wú)數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景.顯然,在不同層面上對(duì)算力的要求是不同的,例如AI在行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景層面上,更多的需求是推理,如何提升推理效率至關(guān)重要.

實(shí)際上,目前大模型的發(fā)展已使算力供不應(yīng)求.如按目前生成式AI對(duì)算力和內(nèi)存的需求推算,算力和內(nèi)存的增長(zhǎng)倍數(shù)將需要分別達(dá)到750倍/2年和450倍/2年的巨大數(shù)目,這顯然是難以達(dá)到的,應(yīng)當(dāng)另辟蹊徑.

近期有研究發(fā)現(xiàn),知識(shí)庫(kù)加持大模型可以顯著提升模型參數(shù)的效果,例如采用60億參數(shù)的GPT模型+知識(shí)檢索后,其準(zhǔn)確性可超過(guò)1750億參數(shù)的GPT3模型.人們看到,AI行業(yè)巨頭如微軟、AWS、Google等等都紛紛推出了RAG(知識(shí)檢索增強(qiáng)生成)方案,減輕了生成式AI對(duì)算力和內(nèi)存的壓力.

采用這種方案,用戶(hù)向AI提出的問(wèn)題將首先轉(zhuǎn)為問(wèn)題查詢(xún)(有一個(gè)“小模型”就可支持),如果搜索命中,問(wèn)題就解決返回了,如果未命中則繼續(xù)查詢(xún),針對(duì)模型構(gòu)建提示并通過(guò)推理返回答案(這可能需有較大模型的支持).上述基于小模型+知識(shí)庫(kù),運(yùn)用RAG輔助的AI生成技術(shù),可望大幅降低AI在行業(yè)和場(chǎng)景推理應(yīng)用方面的算力消耗,是值得關(guān)注的動(dòng)向.

綜上所述,根據(jù)中國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),特提出以下建議供參考:

第一,均衡配置“算力”與“存力”,克服當(dāng)前算力建設(shè)中“重算力輕存力”的傾向.

當(dāng)前隨著人工智能的發(fā)展突飛猛進(jìn),我國(guó)各地興起了AI算力中心建設(shè)熱潮,旨在為AIGC提供強(qiáng)大算力.不過(guò)人們往往將算力簡(jiǎn)單地理解為“計(jì)算力”,而實(shí)際上真正的算力或稱(chēng)之為“廣義算力”,應(yīng)由3部分組成:即算力、存力和運(yùn)力.為取得最大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,三者應(yīng)當(dāng)均衡配置,不能偏廢失調(diào).

第二,提高“存力”中先進(jìn)存力的比重,適時(shí)啟動(dòng)以固態(tài)硬盤(pán)SSD取代機(jī)械硬盤(pán)HDD的存儲(chǔ)革命.

我國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)存在對(duì)新興先進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)支持不足.迄今為止,機(jī)械硬盤(pán)HDD占據(jù)了我國(guó)存儲(chǔ)領(lǐng)域近80%的存量市場(chǎng),可是我國(guó)HDD產(chǎn)業(yè)卻接近空白,早期沒(méi)有布局,該市場(chǎng)一直被美國(guó)希捷/西部數(shù)據(jù)、日本東芝3家廠(chǎng)商所壟斷,這意味著我們存在著嚴(yán)重的“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn).鑒于我國(guó)HDD產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)差,再加上目前HDD技術(shù)本身已經(jīng)落后,并逐步走向衰弱的事實(shí),我國(guó)應(yīng)盡快轉(zhuǎn)向先進(jìn)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù),盡快從國(guó)家戰(zhàn)略層面在半導(dǎo)體存儲(chǔ)領(lǐng)域啟動(dòng)以“固態(tài)硬盤(pán)SSD全面取代機(jī)械硬盤(pán)HDD的計(jì)劃”.目前SSD在性能、效率、節(jié)能、可靠性等方面已全面超越HDD,即使在價(jià)格方面,預(yù)計(jì)到2026年左右,SSD也將優(yōu)于HDD.為避免科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)中存儲(chǔ)技術(shù)再次受制于人的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)當(dāng)急起直追.

第三,我國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)已基本具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,通過(guò)雙循環(huán)拉動(dòng)有望成為中國(guó)的又一出海新名片.

在多年自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,我國(guó)新型半導(dǎo)體存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)取得了重大發(fā)展,基本上達(dá)到了自立自強(qiáng)的要求.這一產(chǎn)業(yè)鏈的上游包含NAND Flash(SSD顆粒)、SSD主控芯片和DRAM(內(nèi)存),中游包含存儲(chǔ)整機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng),下游為應(yīng)用與服務(wù).

在產(chǎn)業(yè)鏈上游,長(zhǎng)江存儲(chǔ)的NAND Flash和長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的DRAM芯片已經(jīng)達(dá)到全球主流的水平和生產(chǎn)能力;在SSD主控芯片方面,國(guó)內(nèi)已經(jīng)有十幾家廠(chǎng)商的產(chǎn)品得到商用,產(chǎn)品能力與國(guó)外主流廠(chǎng)商持平.應(yīng)當(dāng)指出,生產(chǎn)NAND Flash存儲(chǔ)芯片的核心設(shè)備是刻蝕機(jī),中微公司的刻蝕機(jī)已經(jīng)突破5nm工藝,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平.生產(chǎn)SSD主控芯片和DRAM的光刻機(jī)工藝為12～28nm,都不需要用到EUV光刻機(jī),所以其芯片生產(chǎn)和裝備基本上不會(huì)被卡脖子.

在產(chǎn)業(yè)鏈中游,我國(guó)存儲(chǔ)整機(jī)的核心能力和競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)筑在自主的核心存儲(chǔ)芯片、系統(tǒng)架構(gòu)和軟件之上,也已具備國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平.例如華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在2022年全球存儲(chǔ)市場(chǎng)排名第二(僅次于DellEMC)并進(jìn)入國(guó)外金融等關(guān)鍵行業(yè)市場(chǎng),成為國(guó)際頭部存儲(chǔ)整機(jī)廠(chǎng)商.由此可見(jiàn),我國(guó)新型存儲(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的情況下已經(jīng)具備了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,今后如能通過(guò)國(guó)家政策引導(dǎo)、政府扶持,雙循環(huán)拉動(dòng),能將產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)展規(guī)模,提升性?xún)r(jià)比和營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)能力,有望成為IT領(lǐng)域的新型“5G”產(chǎn)業(yè),成為中國(guó)出海的又一新名片.

為了不失時(shí)機(jī)地推進(jìn)中國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,茲提出以下幾點(diǎn)意見(jiàn)供參考:

1) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)先行.切實(shí)貫徹落實(shí)《計(jì)劃》,為推進(jìn)算力中心的高質(zhì)量發(fā)展,確立“算力”與“存力”的適當(dāng)比率,在“存力”中采用SSD先進(jìn)存力的適當(dāng)比率,達(dá)到算力、存力、運(yùn)力的均衡部署,均衡發(fā)展.

2) 政策引導(dǎo),力推SSD取代HDD.在算力中心等的存儲(chǔ)設(shè)備采購(gòu)、招標(biāo)等中,應(yīng)優(yōu)先支持SSD,不得以單一價(jià)格指標(biāo)作為評(píng)標(biāo)依據(jù);重要基礎(chǔ)設(shè)施的存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)引導(dǎo)或指定采用國(guó)產(chǎn)SSD,促進(jìn)國(guó)產(chǎn)SSD替代進(jìn)口HDD的存儲(chǔ)技術(shù)變革.

3) 安全測(cè)評(píng),公平公正.美光未通過(guò)中國(guó)政府對(duì)其的安全審查,為國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供發(fā)展窗口期.存儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)以此為契機(jī),重視對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品的安全審查,包括供應(yīng)鏈安全、信息安全、數(shù)據(jù)安全等等.尤其是對(duì)于存儲(chǔ)整機(jī)、主控芯片、存儲(chǔ)文件系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù),建議參照信創(chuàng)工作經(jīng)驗(yàn),實(shí)施“自主可控測(cè)評(píng)”,根據(jù)第三方測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)給出的自主可控測(cè)評(píng)分值作為選擇依據(jù).

4) 千秋大業(yè),人才為先.重視高校存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng).存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),產(chǎn)品研發(fā)需要大量具有存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)能力的人才,目前國(guó)內(nèi)僅有10+高校開(kāi)展存儲(chǔ)領(lǐng)域研究,領(lǐng)軍教授10+,博士隊(duì)伍100+,碩士不足300人.這與中國(guó)整個(gè)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用市場(chǎng)顯然是不匹配的,急需在高校增設(shè)存儲(chǔ)專(zhuān)業(yè)、課程、實(shí)驗(yàn)室等,擴(kuò)大存儲(chǔ)人才培養(yǎng)規(guī)模,并從收入、激勵(lì)機(jī)制、基本公共服務(wù)等多角度訂立新的人才政策,吸引并聚集國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀人才.

5) 集聚產(chǎn)業(yè),協(xié)同攻關(guān).建議在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)立存儲(chǔ)專(zhuān)項(xiàng),組織國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研用各界聯(lián)合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險(xiǎn)可控;成立存儲(chǔ)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)科創(chuàng)平臺(tái)等,開(kāi)展前沿技術(shù)研究,形成原創(chuàng)性成果,提升國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)全球技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力.

綜上所述,鑒于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在現(xiàn)代科技中的重要地位,我國(guó)應(yīng)抓住中國(guó)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)業(yè)面臨的重大機(jī)遇和挑戰(zhàn),盡快實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),用好國(guó)內(nèi)超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),迅速形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,為數(shù)字中國(guó)建設(shè)保駕護(hù)航.