又一个风口来了？硬件可软件定义，市场规模千亿级

◎刘强科技日报记者乔迪

目前，中国的新基础设施建设正在如火如荼地进行，数据中心、云计算、高性能计算、无线基站等信息基础设施的建设也在如火如荼地进行。所有这些都要求实时有效地集成和互连各种异构协议。但是在交换和互连的方向上这是一个很大的技术难题。

——1——国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)院士吴江兴，经过十几年的艰苦研究，最初提出了软件定义的互联技术，解决了硬件可以由软件定义的问题，成为信息设备“结构适应应用”和“结构决定效率、功能和安全”的核心支撑技术。

专家预测，这项技术将在互联网产业链、价值链乃至与互联网深度融合的实体经济的上下游发挥巨大的推动作用。其市场规模可达1000亿元左右，未来将有30年的工业繁荣。

软件定义互连技术的应用是大势所趋——行业应用需求前景广阔

吴江兴院士6月26日对《科技日报》记者表示，软件定义互连作为一种先进的交换互连形式，不仅可以实现同一协议的数据交换，还可以实现不同协议的数据交互。例如，通信、人工智能、大数据等信息可以无缝连接和交互，真正实现信息系统的谱系化、简单化、可扩展性和易维护性，这已经成为新一代信息系统的“核心”技术要求。

吴江兴表示，从历史发展趋势来看，软件定义互联技术日益成为推动新一轮技术革命的核心驱动力。它在原则上具有普遍性，在技术上具有普遍性，在应用上具有适应性，在自然结构上具有增益性，在应用领域上具有普遍性，在战略意义上具有非对称性。

他表示，作为信息网络系统核心技术的软件定义互联技术，被业界誉为软件定义时代的“柔性骨架”，是交换互联技术和行业未来的演进形式，从架构技术上保证了信息系统的高效性和灵活性，具有基础性、普遍性、颠覆性和不对称性的特点。它在工业领域影响深远，涉及领域广泛，将推动软硬件开发、网络基础设施建设等信息产业的升级。

早在2017年11月25日，中国顶尖大学、研究机构、企业和金融机构就主动发起并联合成立了中国首个软件定义互联技术与产业联盟，旨在通过前瞻性的领先技术创新推动信息产业整体升级，服务于中国现代创新体系和经济体系建设。

吴江兴院士表示，该技术是我国信息系统技术体系从“跟踪模仿”到“创新超越”研发的一项大师级技术。产学研联盟的建立将推动中国在信息领域提出“中国计划”，为世界进入智能时代的“中国智慧”做出贡献，从而形成未来技术的先行者优势。

解决硬件可以被软件定义的问题——思维转换启发创新路径

吴江兴说，思维范畴是一切事物的规律相互联系、看似不联系的范畴，是科学经过合理改造后打开僵局的关键。

从社会工程学的角度来看，如果一个城市是一个生命体，那么这个城市的交通网络就像人体内的血管。它不是由一个单一的系统组成，而是由多个复杂的系统组成，这些系统相互协作和协调，共同完成良性运行。

根据仿生学，人脑由850亿个神经元和15万亿个连接组成。当我们感知不同的外部事物时，我们会触发相应的神经元。人脑智能的本质是神经元之间的塑性连接，这种发达、灵活、高效、多维的塑性连接直接决定了人脑智能的水平。

从基于复杂性科学的复杂系统的角度来看，作为一个支持结构进化的复杂系统，其核心在于支持跨层次、多样化和动态可变性的先进互联网络。未来的信息系统更加注重人机交互的智能化和控制操作的自动化。未来的网络必须是一个复杂的系统，它所需要的互连技术必须是一个灵活的互连网络，具有发达的连接、动态触发、按需联网、安全性和低消耗。

基于上述启示，经过艰苦的研究和积累，国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)院士团队吴江兴提出了软件定义互连技术，解决了硬件由软件定义的问题，成为信息设备“结构适应应用”和“结构决定效率、功能和安全”的核心支撑技术。它于2013年在世界上第一台仿真计算机上通过工程验证，对于将仿真计算机的整体效率提高13.315倍具有重要意义

与众所周知的软件定义的网络、软件定义的存储等技术不同，软件定义的互连技术将重心下移，更加关注网络结构中的基本物理硬件和网络体系结构中的核心技术。

有专家表示，软件定义的互连技术可以有效解决当前刚性互连架构中存在的效率低、性能下降、实时性下降等突出问题，实现软件定义的硬件。

互联技术已成为国际竞争的新焦点——全球大国争相部署

信息领域正在开启一个绿色、智能、无处不在的新时代，互联技术已经成为信息领域竞争的制高点。一个国家能否在互联技术和战略上领先，直接决定了一个国家能否在未来的技术竞争中取胜。

从世界形势来看，世界各国在互联技术的布局上都处于领先地位。美国等国家的政府部门纷纷出台了与互联技术相关的战略或计划，这表明国家层面对互联技术的高度重视，国际巨头企业也在互联方向做出了战略布局。

——3——据公开信息，谷歌已提出通过开源安卓平台“连接世界战略”；脸书列出“网络连接、人工智能和虚拟现实是公司未来的战略方向”；腾讯将公司的发展战略直接聚焦于“成为世界的连接器”；全球最大的网络设备公司华为提出了“建设一个美丽的、完全互联的世界”的战略。

为了继续巩固和确立其在全球中央处理器领域的主导地位，英特尔于2015年斥资167亿美元收购了Altera(全球第二大现场可编程门阵列供应商)，以便将可重构和可编程特性引入到冯诺依曼的中央处理器架构中，并创建一个具有灵活高效冯诺依曼结构的新架构。2016年，它以4.08亿美元收购了Nervana，一家在电路互连领域具有颠覆性创新的深度学习型初创企业。2016年，美国国防部高级研究计划局(DARPA)对自适应和可重构架构进行了多方面的专项研究，并高调宣布在其“电子复兴计划”中启动软件定义硬件的研究方向，以保持美国在下一代信息系统创新架构竞争中的领先地位。

——4——可以预见，各种互联技术将在地面、空介质、水面、水下、太空、网络空和人类认知空上得到越来越多的应用，这将深刻改变智能互联在信息领域的技术比例。

软件定义互连技术的支持者、中国工程院院士闫江兴说:“连接的灵活性直接决定了信息系统的智能化程度。处理器、数字信号处理器等处理部件性能指标的提高只能给系统的处理能力和智能水平带来线性增益；交换互连的灵活性和吞吐量可以给信息系统的处理能力和智能水平带来非线性的提高，因此这一点更加重要。”

资料来源:科学日报

编辑:李君霞

审核:关晶晶

终审:冷文生

◎刘强科技日报记者乔迪

目前，中国的新基础设施建设正在如火如荼地进行，数据中心、云计算、高性能计算、无线基站等信息基础设施的建设也在如火如荼地进行。所有这些都要求实时有效地集成和互连各种异构协议。但是在交换和互连的方向上这是一个很大的技术难题。

国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)院士吴江星经过十几年的努力，为解决硬件可由软件定义的问题，独创了软件定义互连技术，成为信息设备“结构适应应用”、“结构决定效率、功能和安全”的核心支撑技术。

专家预测，这项技术将在互联网产业链、价值链乃至与互联网深度融合的实体经济的上下游发挥巨大的推动作用。其市场规模可达1000亿元左右，未来将有30年的工业繁荣。

软件定义互连技术的应用是大势所趋——行业应用需求前景广阔

吴江兴院士6月26日对《科技日报》记者表示，软件定义互连作为一种先进的交换互连形式，不仅可以实现同一协议的数据交换，还可以实现不同协议的数据交互。例如，通信、人工智能、大数据等信息可以无缝连接和交互，真正实现信息系统的谱系化、简单化、可扩展性和易维护性，这已经成为新一代信息系统的“核心”技术要求。

吴江兴表示，从历史发展趋势来看，软件定义互联技术日益成为推动新一轮技术革命的核心驱动力。它在原则上具有普遍性，在技术上具有普遍性，在应用上具有适应性，在自然结构上具有增益性，在应用领域上具有普遍性，在战略意义上具有非对称性。

他表示，作为信息网络系统核心技术的软件定义互联技术，被业界誉为软件定义时代的“柔性骨架”，是交换互联技术和行业未来的演进形式，可以从架构技术上保证信息系统的高效性和灵活性，具有基础性、普遍性、颠覆性和不对称性的特点。它在工业领域影响深远，涉及领域广泛，将推动软硬件开发、网络基础设施建设等信息产业的升级。

早在2017年11月25日，中国顶尖大学、研究机构、企业和金融机构就主动发起并联合成立了中国首个软件定义互联技术与产业联盟，旨在通过前瞻性的领先技术创新推动信息产业整体升级，服务于中国现代创新体系和经济体系建设。

吴江兴院士表示，该技术是我国信息系统技术体系从“跟踪模仿”到“创新超越”研发的一项大师级技术。产学研联盟的建立将推动中国在信息领域提出“中国计划”，为世界进入智能时代的“中国智慧”做出贡献，从而形成未来技术的先行者优势。

解决硬件可以被软件定义的问题——思维转换启发创新路径

吴江兴说，思维范畴是一切事物的规律相互联系、看似不联系的范畴，是科学经过合理改造后打开僵局的关键。

从社会工程学的角度来看，如果一个城市是一个生命体，那么这个城市的交通网络就像人体内的血管。它不是由一个单一的系统组成，而是由多个复杂的系统组成，这些系统相互协作和协调，共同完成良性运行。

根据仿生学，人脑由850亿个神经元和15万亿个连接组成。当我们感知不同的外部事物时，我们会触发相应的神经元。人脑智能的本质是神经元之间的塑性连接，这种发达、灵活、高效、多维的塑性连接直接决定了人脑智能的水平。

从基于复杂性科学的复杂系统的角度来看，作为一个支持结构进化的复杂系统，其核心在于拥有一个支持跨层次、多样化和动态可变性的先进互联网络。未来的信息系统更加注重人机交互的智能化和控制操作的自动化。未来的网络必须是一个复杂的系统，它所需要的互联技术必须是一个连接发达、动态触发、按需组网、安全、低功耗的灵活互联网络。

基于上述启示，经过艰苦的研究和积累，国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)院士团队吴江兴最早提出了软件定义互连技术，解决了硬件由软件定义的问题，成为信息设备“结构适应应用”和“结构决定效率、功能和安全”的核心支撑技术。它于2013年在世界上第一台仿真计算机上通过工程验证，对于将仿真计算机的整体效率提高13.315倍具有重要意义

与众所周知的软件定义的网络、软件定义的存储等技术不同，软件定义的互连技术将重心下移，更加关注网络结构中的基本物理硬件和网络体系结构中的核心技术。

有专家表示，软件定义的互连技术可以有效解决当前刚性互连架构中存在的效率低、性能下降、实时性下降等突出问题，实现软件定义的硬件。

互联技术已成为国际竞争的新焦点——全球大国争相部署

信息领域正在开启一个绿色、智能、无处不在的新时代，互联技术已经成为信息领域竞争的制高点。一个国家能否在互联技术和战略上领先，直接决定了一个国家能否在未来的技术竞争中取胜。

从世界形势来看，世界各国在互联技术的布局上都处于领先地位。美国等国家的政府部门纷纷出台了与互联技术相关的战略或计划，这表明国家层面对互联技术的高度重视，国际巨头企业也在互联方向做出了战略布局。

据公开信息，谷歌已经提出了一个通过开源安卓平台“连接世界”的战略；脸书列出“网络连接、人工智能和虚拟现实是公司未来的战略方向”；腾讯将公司的发展战略直接聚焦于“成为世界的连接器”；全球最大的网络设备公司华为提出了“建设一个美丽的、完全互联的世界”的战略。

为了继续巩固和确立其在全球中央处理器领域的主导地位，英特尔于2015年斥资167亿美元收购了Altera(全球第二大现场可编程门阵列供应商)，以便将可重构和可编程特性引入到冯·诺依曼的中央处理器架构中，并创建一个具有灵活高效冯·诺依曼结构的新架构。2016年，它以4.08亿美元收购了Nervana，一家在电路互连领域具有颠覆性创新的深度学习型初创企业。2016年，美国国防部高级研究计划局(DARPA)对自适应和可重构架构进行了多方面的专项研究，并高调宣布在其“电子复兴计划”中启动软件定义硬件的研究方向，以保持美国在下一代信息系统创新架构竞争中的领先地位。

可以预见，各种互联技术将在地面、空介质、水面、水下、太空、网络空和人类认知空上得到越来越多的应用，这将深刻地改变智能互联在信息领域的技术比例。

软件定义互连技术的支持者、中国工程院院士闫江兴说:“连接的灵活性直接决定了信息系统的智能化程度。处理器、数字信号处理器等处理部件性能指标的提高只能给系统的处理能力和智能水平带来线性增益；交换互连的灵活性和吞吐量可以给信息系统的处理能力和智能水平带来非线性的提高，因此这一点更加重要。”

资料来源:科学日报

编辑:李君霞

审核:关晶晶

终审:冷文生

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