人工基礎(chǔ) 8-3 算力新突破

3算力新突破模塊8：展望未來(lái)人工智能授課人：肖欣AI模型理解世界、改造世界需要強(qiáng)大算力支撐，算力已成為制約AI從技術(shù)構(gòu)想走向規(guī)模化落地的關(guān)鍵瓶頸訓(xùn)練萬(wàn)億參數(shù)模型往往需要數(shù)月，能耗驚人三大前沿計(jì)算范式突破算力瓶頸：存算一體芯片：解決效率問(wèn)題光量子計(jì)算：突破規(guī)模極限邊緣智能計(jì)算：拓展應(yīng)用場(chǎng)景一、存算一體芯片存算一體技術(shù)借鑒了人腦存算一體的高效機(jī)制，將計(jì)算功能直接嵌入到存儲(chǔ)單元中，實(shí)現(xiàn)了“在書(shū)架上直接計(jì)算”馮諾依曼架構(gòu)計(jì)算與存儲(chǔ)單元分離數(shù)據(jù)在兩者間反復(fù)搬運(yùn)存儲(chǔ)墻：數(shù)據(jù)傳輸成瓶頸功耗墻：搬運(yùn)消耗大量能量如同每次思考要去圖書(shū)館取書(shū)存算一體芯片計(jì)算嵌入存儲(chǔ)單元在存儲(chǔ)位置直接完成計(jì)算消除數(shù)據(jù)搬運(yùn)開(kāi)銷(xiāo)速度和能效實(shí)現(xiàn)巨大飛躍如同在書(shū)架上直接計(jì)算VS一、存算一體芯片新突破北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次構(gòu)建了面向高復(fù)雜度排序任務(wù)的存算一體化硬件系統(tǒng)一、存算一體芯片新突破中國(guó)科學(xué)院微電子研究所研發(fā)了一款基于近閾值計(jì)算的RRAM存算一體芯片一、存算一體芯片新突破清華大學(xué)的基于憶阻器芯片的存算一體系統(tǒng)二、光量子計(jì)算量子比特：可處于0和1的疊加狀態(tài)計(jì)算過(guò)程具有天然并行性連續(xù)變量體系：確定性產(chǎn)生量子比特和糾纏大模型訓(xùn)練更快、能耗更低讓復(fù)雜AI能力走進(jìn)終端設(shè)備二、光量子計(jì)算北京大學(xué)與山西大學(xué)課題組合作，于2025年2月，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了基于集成光量子芯片的連續(xù)變量簇態(tài)量子糾纏中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)成功構(gòu)建“祖沖之三號(hào)”，其處理“量子隨機(jī)線路采樣”問(wèn)題的速度比目前國(guó)際最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍。“祖沖之三號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)低溫測(cè)試系統(tǒng)光量子新突破三、邊緣智能計(jì)算將AI處理從云端下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，可理解為將總部大腦的任務(wù)分散到本地分腦三大驅(qū)動(dòng)力：實(shí)時(shí)性需求、成本效率、數(shù)據(jù)隱私自動(dòng)駕駛延遲從200-300ms降至20-50ms邊緣處理可減少70%核心云傳輸量敏感數(shù)據(jù)本地處理，不出廠區(qū)或國(guó)境三、邊緣智能計(jì)算1價(jià)值重心轉(zhuǎn)移從硬件向軟件與服務(wù)轉(zhuǎn)移軟件服務(wù)年增長(zhǎng)率超80%從賣(mài)設(shè)備走向賣(mài)服務(wù)2AI能力升級(jí)從TinyML邁向多模態(tài)大模型無(wú)需定制訓(xùn)練識(shí)別復(fù)雜場(chǎng)景工業(yè)級(jí)邊緣設(shè)備直接運(yùn)行3與5G/衛(wèi)星融合AI-on-RAN新范式超低延遲機(jī)器人控制衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)連接偏遠(yuǎn)地區(qū)邊緣計(jì)算三趨勢(shì)研討新算力對(duì)未來(lái)行業(yè)的影響針對(duì)新算力的發(fā)展，研討其對(duì)未來(lái)行業(yè)的影響，填寫(xiě)下表。算力技術(shù)影響行業(yè)影響內(nèi)容概要存算一體芯片【例如】手機(jī)從普通手機(jī)變成貼心助理，更快、更省電、更安全等光量子計(jì)算邊緣智能計(jì)算……學(xué)生分享及教師點(diǎn)評(píng)評(píng)價(jià)要點(diǎn)分值計(jì)分教師點(diǎn)評(píng)1、算力技術(shù)有擴(kuò)充項(xiàng)15善于拓展，理解到位2、影響行業(yè)定位準(zhǔn)確，數(shù)量不少于4項(xiàng)；25算力技術(shù)與對(duì)應(yīng)行業(yè)鍥合度高，主動(dòng)思考3、影響內(nèi)容描述詳實(shí)20集思廣益，能看清問(wèn)題本質(zhì)4、能合理使用AI工具15有AI思維和素養(yǎng)，善用AI5、有獨(dú)特的見(jiàn)解和前瞻性15獨(dú)立分析問(wèn)題能力，有創(chuàng)新性6、其