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专家之声 | 沈昌祥、刘韵洁、郑纬民三院士对话未来十年数字经济的发展

时间: 2023-01-08 23:31:03
来源 原创

在信息化百人会峰会主论坛上,围绕“今后十年,网络、算力的发展将发生哪些革命性改变或趋势?”“网络与信息安全面临的威胁有哪些新特征?”“网络、计算、安全等方面新发展新特征,将如何影响新时代数字经济?”等话题,沈昌祥刘韵洁郑纬民三位中国工程院院士高屋建瓴地分享了其深刻洞察,为未来数字经济发展提供了重要指引。




以下为院士对话环节发言内容整理。



  

今后十年网络、算力的发展将发生哪些革命性改变或趋势?


刘韵洁院士:各位专家、各位同仁,非常好的一个问题。我简单概括一下。


数十年以来,我们的网络发生了重大的变革。大家可能感觉不明显,在数十年前,先是电话网、电报网统治的时代,经过四五十年到现在我们的IP网、互联网,电路交换的电话网、电报网的技术完全被替代了。这是在不知不觉中就完成了这样一个重大的变革。


为什么会完成这样一个变革?因为电话网尽管有很多优点,它有确定性,能保证质量,也比较安全,但是因为它在大连接方面有很大的不确定性,成本很高,很不方便,解决不了普遍的需求。在使用IP互联网时,大家认为它根本不可能替代电路交换,但是现在这几年就完全颠覆了。互联网这几十年蓬勃发展,大家感觉到了它的魅力,它对整个社会带来的贡献


但是互联网今后的十年、二十年或者更长的时间面临的问题是什么呢?我认为互联网只解决了大连接的问题,但是到实体经济以后,这个网络面临着最大的挑战,它既需要确定性,又要解决安全性,又要解决绿色等一系列的问题。现在的互联网解决不了这些问题,那怎么办呢?


我认为一个最大的机会,也是最大的挑战就是互联网要进行体系架构的变革,整个核心技术的变革,或者是协议的变革。当然这个变革还是要在原来互联网的基础上,一些有价值的东西还要保留,比如说大链接、方便、灵活。怎么在这些基础上要保证确定性,又要保证绿色,还要保证安全,并进行互联网架构的变革。其标志性就是确定性的网络,就是用确定性的、可定制的、可服务的一个网络的架构来替代它。这个方面我觉得国内国外都有很大的突破和进展。


第二个特点,算力将是未来整个核心的竞争力,因为将来人工智能也好,社会的进步也好,算力会越来越成为一个核心的竞争力。但我们国家的算力遇到最大的挑战,当然国际上也存在着这个问题,就是整个的算力“孤岛现象,或者是“烟囱现象,没有很好的算力来帮助用户建立起联系。


原因在哪?也是在于我们现在的网络没有这个能力,无法使得算力就像一台计算机一样,就像计算机的用户跟CPU打交道一样。我们现在好多超算中心的数据,包括FAST的数据等,都还是用汽车、卡车来进行数据运输,现实的算力还没有解决好这些问题,这既是算力的问题也是网络的问题。下一步要把算网融合解决好,也需要确定性网络技术。把这些问题解决好,会大大提升对社会的进步。未来十年肯定是6G,再十年可能是7G,都是追求更好的性能架构和更好的服务。


我理解的未来十年的变化大概是这些。


郑纬民院士:最近两年大家都在说算力。我们先说什么叫算力,算力是计算的能力,用什么来衡量呢?每秒钟能执行多少次加减运算,一秒钟能执行100次加法,我们就叫一百个Flops(每秒浮点运算次数)。现在的计算机运算,一台计算机大型机最快的速度已经可以达到一个亿Flops,非常快了。


我们现在全球的算力情况,大概加在一块520EFlops,这是去年年底统计的。其中美国大概占160EFlops,中国140EFlops,中国排名第二,还是不错的,跟美国差不了太远。


算力跟数字经济的关系非常密切。有个统计,按算力规模大小排序,美国排第一,中国排第二,日本排第三,德国排第四,这样排下去,大概排了二十个国家。这二十个国家的排名刚好跟我们数字经济,跟我们实体经济排名是吻合的。也就是说,算力规模大的,经济也好,不会说一个国家经济一塌糊涂,但买了很多计算机。算力规模大的国家,经济都比较好。因此,我们说算力已经成为数字时代的发动机。还有一个说法,得算力者得天下,算力时代到了。


算力有三大种类,第一类是高性能计算算力,就是现在国家有差不多20来个国家一级的超算中心,每个中心里面都有一台很大的机器,这是超算的算力。第二类是人工智能算力,智算算力,这是最近两年才开始有的,原来没有。这类机器是专门处理人工智能问题的,现在我们国家也有20多个城市陆续在建人工智能超算中心,发展非常快。第三类是数据中心,数据中心是通过云方式提供服务的。三类算力加在一块就是我们国家的140EFlops的算力情况。


刚才刘院士专门提到了算力中的“烟囱现象。我觉得,特别是当前东数西算带来了机会,我们要把算力联网,或者叫算力网,把算力网络连起来,这件事情相当于把我们国内这么多机器开成一台大机器,对各方面来说都是非常有用的。但是要做成这件事,要把全国这么多机器人连成一个网,困难还很大。刚才刘院士讲了很多,我觉得对于网络的要求非常严格,要把它联网简单,我们现在很容易把它联网,但是这个网络连起来,带宽要高,延迟要低。


带宽高是什么意思呢?我从北京传一个数据到甘肃,这个数据要传过去,要传得快,希望数据过去要快,就一定要带宽高。再如,传大数据的时候要求带宽高。比如,我们有大数据要到无锡这台机器上去运行,但是现在传过去这件事情很慢。因此,这个事情很重要。我觉得十年以后最好能解决,因为带宽高是非常重要的。


另外是要强调延迟低。带宽高了之后,大数据传得很快了,但是延迟低也很重要。延迟低是什么意思?你给它一个命令,很快就能反应。举个例子,电子游戏程序,玩的时候一般说要把服务器离玩电子游戏的人大概80公里以内,如果超过80公里了,它的延迟就长了,就卡了,你打一个炮弹出去,它没反应,过一会儿才把炮弹发出来,这样就有问题了。


因此十年以后,计算机的算力很大,把它连成全国一台机器。另外是希望网络带宽高,延迟低,这样才能保证一台大机器做各种各样的应用会有比较好的结果。


网络与信息安全面临的威胁有哪些新特征?

沈昌祥院士:现在网络空间已经成为国家主权领域的一部分。我们来看,攻击对象以前是单纯的数据信息,后来发展到了网络通信,后来又到了面的攻击,即信息系统的攻击,现在发展到网络空间,是全程全面的攻击。以前攻击的主体是黑客为主,现在黑客也连起来了,构成了黑客的组织集团,各个国家都构建了网络战部队,尤其是美国有强大的网络战部队。


现在攻击的模式和方式也是很全面的。对密码进行破解,对网络通信协议的破坏造成网络传输的中断,对信息系统造成破坏。最为严重的是现在已经不是一般的黑客攻击,国家之间的斗争变成了全面的网络战,也就是“网络原子弹”。美国在90年代末的时候,小布什总统就宣布了成立“网络原子弹的工程研究。所以他们的网络攻击就是“网络核武器”、“网络核战争,大家一定要提高对网络攻击的认识。


还有一个方面是它的破坏程度,威胁程度也比以前严重得多。以前最多是窃取秘密信息,后来更为严重,使整个系统瘫痪。现在全方位、严重的攻击无所不在,我们一定要严加防范。一定要提高网络安全的认识,网络安全为人民,网络安全靠人民,我们要提高网络意识,加强网络斗争的准备,为建设我们国家网络强国作出应有的贡献。


刘韵洁院士:网络安全方面,从俄乌战争可以看出来,一个国家在网络安全方面如果解决不好会带来很大被动。网络有一种攻击是DDoS攻击,这个攻击最大的特点是会把整个网络堵死,让网络死掉。或者把整个CPU的能力耗尽,没法再处理。这个攻击在俄乌战争当中表现的非常充分。大家都可以看到,俄罗斯的新闻在全球看不到,乌克兰的信息可以看到,当然主要是美国的微软、谷歌在帮他们构建。在网路安全这个问题上,我们每个网站也好,每个计算机也好,被攻击、被勒索都时有发生。


我认为最可怕的是,将来我们网络的能力能不能被国外“封死”。我觉得这个能力我们要把它解决好。这个能力怎么解决?现在如果遇到DDoS攻击,用现在的方法各种防火墙,化解成本是很高的。


我们现在在研究一种基于智能的算法,以“全民皆兵”的思路,在底层通过低成本的架构的布局,目标是10TB的防DDoS攻击,这完全可以做到。现在国外DDoS攻击俄罗斯和乌克兰是3.5TB的能力,美国也大概是这样的范围。发生一些大的事故,如果我们能做到10TB的防DDoS攻击,就可以改变我们这样一个状态。


当然这个事情,一系列的技术我们都要做好准备,否则我们就会出现像俄罗斯这样一个被动的局面,这些技术要不断去提升。当然还有防泄露的问题,这些问题都可以逐步通过技术创新去改变。


网络、计算、安全等方面新发展新特征,将如何影响新时代数字经济?