算力时代如何改变我们的生活？.docx

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1、算力时代如何改变我们的生活?目录1 .序言12 .何为超级I计算机23 .算力引领智能家居时代24 .算力助力智慧医疗35 .算力支持购物狂欢46 .算力赋能智慧城市 57 .超级计算机推动军事变革67.1. 军事应用广泛61 .序言智能音箱、扫地机器人、多语言翻译软件、阿尔法狗、无人驾驶汽车、微 软小冰这些放在十几年前大多数人想都不敢想的场景，都已实实在在地在 我们身边发生了。从居家生活，到医疗保健，再到职场办公和购物消费，属于我们现代化生 活的方方面面，似乎都在一只“看不见的手”的推动下，逐步向着“更流畅， 更便捷”的方向产生进化。毫不夸张地说，充足的算力，是中国成为“基建狂魔”乃至世界第

2、二大经 济体不可或缺的前提条件之一，没有充足的算力，就没有我们的现代化生活。“更流畅，更便捷”的生活体验，可靠且充裕的算力无疑是不可或缺的推 动力之一；那么，算力究竟是如何改变我们的生活，又有哪些全新的变革值得 我们期待呢？在中国电信总经理李正茂等编著的云网融合：算力时代的数字信息基础 设施一书中，提出了算力时代将给我们生活带来的4大剧变，让我们看到了 未来生活的美好场景。2 .何为超级I计算机顾名思义，超级计算机就是能够执行普通计算机无法处理的大资料量和高 速运算的超大型计算机，其基本组件与普通计算机无异，但规格和性能强大许 多。超级计算机组成硬件中有上千个处理器，使其具备普通计算机不具备的

3、突 出特点：超大的数据存储量和超快的数据处理能力。自1976年美国克雷公司推出世界首台超级计算机以来，各国争相研制超级 计算机。目前的超级计算机运算速度可达每秒一兆（万亿）次以上，被广泛应 用于高科技领域和尖端技术研究，对国家平安和经济社会开展有重要意义。以 日本超级计算机“富岳”为例，其运算速度为每秒44.2亿亿次，峰值运算速度 超过每秒100亿亿次，这样的高速运算能力使其能完成普通计算机无法完成的 数据分析和处理工作。有人形容，如果将普通计算机的运算速度比作成人走 路，超级计算机的运算速度就相当于火箭的速度。3 .算力引领智能家居时代很多科幻电影都植入了智能家居的元素。在电影人工智能里，机

4、器人 不仅可以帮助人类完成家务，还被赋予丰富的情感，帮助人类疗愈失去亲人的 痛苦；在钢铁侠中，只要有电脑的地方就可以和“贾维斯”无缝对接，小 到冲咖啡、检查身体，大到拯救世界，随时化身上得了厅堂、下得了厨房的超 级管家。伴随科技的飞速开展，过去只能在电影里出现的智能家居也开始融入人们 的日常生活。人们在购买、装修房子时，除了关注户型、面积、采光这些传统 指标外，生活上的平安性、便利性、舒适性也同样是重点考虑的因素。智能家居包括智能门禁、智能安防、智能灯光、智能电器、可视对讲等系 统。智能门禁帮助人们观察来访者，忘带钥匙也能输入密码远程开锁，智能安 防通过摄像头和告警装置保障家庭和家人的平安，智

5、能灯光根据光线变化和不 同生活场景自动调节亮度，智能电器帮助人们摆脱繁重的家务劳动，提高生活 品质。智能家居在展现科技魅力的同时，也为人们带来极大的便利，因此智能 家居设备越来越多地融入到人们地生活里。2012年全球只有不到500万家庭第2页共7页 拥有智能家居系统，但预计到2024年，智能家居设备的数量将会到达7900 万。智能家居系统将扮演越来越重要的角色。智能家居是物联网在家居领域的延伸，有着天然的技术基因。和许多物联 网应用类似，局部场景对时延要求较高，例如煤气泄露如果发现不及时，将给 生命财产带来不可逆的损失，只有在第一时间触发告警，才能起到保障平安的 作用。传感器作为具备一定计算能

6、力的端侧算力设备，是支撑智能家居系统的神 经末梢，对信息的传递、控制命令的执行都有起着重要作用。温度传感器根据 室内温度情况自动调节温度变化，甚至可以控制空调机的开启和关闭，适用于 学校、商场、办公等场合；光照传感器会随着外界的亮度自动调节灯光，从而 让灯光始终保持一个舒适的亮度，还能节约用电；烟雾传感器不仅监测烟雾浓 度，还内置了蜂鸣器，一旦发生火灾等紧急情况，立即发出强烈的报警声，减 少对人财物的损害。传感器在智能家居系统中负责监测并为控制系统提供数 据，提升了智能家居的自动化监控水平。除此之外，人工智能技术、语音识别技术等新技术也不断涌入，与智能家 居技术形成合力，不断推动智能家居产品朝

7、着分类多元化、应用普及化、操作 智能化的方向开展。近年来，随着“万物互联”态势的逐渐成型，人们对沉浸 式、场景式体验有了更深入的追求，构建在无所不能的算力、无处不在的无线 网络上的物物互联、人机互联是智能家居的必然趋势。4 .算力助力智慧医疗2009年年初，IBM提出智慧医疗的概念，意指通过打造健康档案区域医 疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医 疗设备之间的互动，逐步实现信息化。智慧医疗的概念一经提出，就引发广泛关注，业界纷纷尝试推进智慧医疗 从构想走向落地。经过十几年的开展，智慧医疗范畴已经拓展到病患服务、医 院管理、临床诊疗、区域协同、家庭健康等多个领域，

8、并沉淀了丰富的实践经 验。在疾病诊断方面，传统的诊断需要患者到医院现场排队挂号、缴费、等待 叫号、就诊，流程复杂且等候时间过长。远程诊断的出现改变了传统的问诊方第3页共7页 式，病人无须前往现场，只需要通过无线网络将电子病历、影像资料上传到医 疗云，就可以获取医生的专业意见。急诊救治方面往往面临病情紧急、时间紧迫、条件有限等问题，目前我国 的急救知识普及程度和医疗急救体系均不能满足患者的要求和预期。随着信息 科技的迅猛开展，急救方面也大力开展信息化建设。在患者从呼救到送往医院 的途中，医护人员一边对其实施紧急抢救，一边与院内医生共享急救过程信 息，获取专家远程指导，打破时间和空间限制。急救车里

9、可配备超高清视频系 统和AR眼镜采集现场情况，经由承载一定算力的网关设备传输到院内，便于 医院提前准备救治资源。除现场救治外，生命体征数据、CT影像数据等都需要 通过网关传输到数据中心，方便院内医生及时诊断。云计算、大数据和5G等技术的不断成熟，促使运用信息化手段提升医疗 服务水平成为推动健康中国战略的重要途径。目前，我国已拥有仅次于美国和 日本的全球第三大智慧医疗市场，2020年我国产业规模就已突破千亿元大关。未来，智慧医疗势必会擘画更广阔的图景。智能化医疗器械及终端设备将 催生更多样的应用场景，为行业开展带来更多机遇；基础医疗设施数字化促进 医疗云快速开展，医院上云、医疗应用上云成为新趋势

10、；人与人、人与物、物 与物之间的交互将产生海量数据，采集、传输、存储、计算和分析需要强大算 力的支撑，云边端多级算力体系将成为智慧医疗持续突破的重要动力。5 .算力支持购物狂欢作为目前国内最强的购物潮，“双11”也是各种新技术“秀肌肉”的练兵 场。例如国内电商企业于2016年推出的AI设计师，是架构在超级计算机上的 海报设计系统，经过对大量品牌设计风格的学习，可以在一秒内完成上千份设 计，而如果换作人类设计师，假设一张海报耗时20分钟，1000张也需要花费 近两个星期的时间。计算机系统的优势在于海量数据的处理分析，经过数据训 练后得出计算模型，就可以源源不断输入新的数据代替人类的重复劳动。如何

11、处理高并发请求同样是电商面临的技术挑战之一。为了不错过优惠活 动，很多人都会选择提前把心仪的物品放进购物车，等到促销活动开始，立刻 点进去下单支付。这样的做法带来的直接结果是，每年“双11”零点时刻，就 会出现短时流量洪峰，且随着参与人数越来越多，订单量也在不断刷新过往纪第4页共7页 录，例如2020年“双11”的订单峰值就到达58.3万笔/秒。当消费者旺盛的 购买力转化成一串串数字后，就会对后端负责业务处理的服务器造成巨大压 力。在早年的“双11”活动中，经常会出现卡顿、页面加载失败，甚至屡次支 付的现象。2006年亚马逊推出云计算服务，虚拟化算力资源的模式迅速在全球 获得认可，国内电商也纷

12、纷基于此架构研发专有的云计算平台，并将“双11” 相关的核心系统迁移到云端，为用户提供“如丝般顺滑”的服务体验。近年来，在电商行业和信息技术的强势助推下，我们得以不出家门也能享 受高科技带来的便利。由云计算、人工智能、虚拟现实等技术汇成的信息高速 公路，将各个角落的消费者和商家连在一起。除了 AR试妆、分钟级购物体 验、四通八达的物流网络，不断提升的算力和技术水平会给我们带来更多精 彩。6 .算力赋能智慧城市经历了农业革命、工业革命和信息革命的洗礼，世界范围内已经形成了以 小城市、大城市、国际大都市、城市群为主的城市形态，居住在城市环境下的 人口数量也急剧增加。时至今日，全球城市人口已超过40

13、亿，而我国城市人口 数量也超过了 8亿，占我国人口总数的57%以上。城市化可以增加就业岗 位、改善产业结构、提高社会生产效率，但同时也给人们带来诸多不便。为了提高城市化质量，缓解大城市病，社会各界纷纷献计献策，受到广泛 认可的是2010年由IBM提出的智慧城市方案。时任IBM首席执行官的彭明盛 对智慧城市的解读是，能充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市 运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共平安、城市服 务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生 活。我国已经成为全球智慧城市技术产业创新开展的重要力量，截至2019年 年底，所有副省级以上城

14、市、95%以上地级市、50%以上县级市均提出建设智 慧城市。数字化是智慧城市最核心的标签，未来，智慧城市将呈现以下三个趋 势。首先是范围的延伸。随着我国新型城镇化战略的推进、乡村振兴战略深入 实施，智慧城市的建设范畴也逐步拓展，从先期的以大、中城市为主，逐步开 始向县域、乡村下沉，从而将智慧应用由城市推广到全社会。其次是“新城第5页共7页 建”将成为重要推手。2020年住建部印发关于加快推进新型城市基础设施建 设的指导意见，提出对城市基础设施进行数字化、网络化、智能化建设和更 新改造。最后是数据的融通。更多个人和组织将通过信息与通信技术（ICT）有 效获取信息，按照意愿去参加感兴趣的社会活动，

15、而不受数字壁垒的困扰。可以预见，高品质传输网络、支持灵活取用的算力资源将成为智慧城市未 来开展的刚需。承载着各类价值的数据将在无障碍的城市信息网络中融合贯 通，创造更大的社会价值。7 .超级计算机推动军事变革据外媒报道，近2021年7月13日，最新全球超级计算机排行榜TOP500 与Graph500相继面世。日本超级计算机“富岳”蝉联TOP500榜首，中国超级 计算机“神威太湖之光”位居第四。另外，中国超级计算机“天河” E级摘 得Graph500排行榜桂冠。在超级计算机领域，TOP500排名侧重计算性能，Graph500反映数据处理 能力，这两项排名是评价超级计算机算力的重要指标。有人称，在

16、人工智能社 会，谁占领算力制高点，谁将引领社会开展。由此可见，代表算力“巅峰”的 超级计算机，重要性不言而喻。7.1. 军事应用广泛近年来，随着军事现代化步伐加快，战争已突破传统模式，开展为陆、 海、空、天、电多维空间立体战争。新的战场环境下，战场数据量爆发式增 长，数据类型繁多复杂，对数据处理能力和处理速度提出更高要求，超级计算 机为解决这一问题提供条件。加速信息融合。随着战场情报信息海量增长，作战中需要及时处理、存 储、统计和分析这些数据。普通计算机的处理速度无法满足需求，超级计算机 可以快速处理这些信息，提取作战需要的实时态势信息，辅助作战决策。精准医疗保障。基因决定个体差异，利用超级计

17、算机可建立基因数据库， 进而为军人建立完善的医疗档案。这样，在实施战场救治时，就能做到因人施 “治”，提高战场救治效率。加快装备换代。飞行器外形是否符合空气动力学，能否充分发挥升力效 能，需要经过风洞验证，这一过程耗资巨大。采用超级计算机模拟风洞试验，第6页共7页 能快速得到关键技术参数，不但能加快军事装备研发速度，而且能极大节约研 发本钱。模拟核爆炸试验。超级计算机的重要应用之一是模拟核爆炸试验。美国曾 利用1945年至1992年进行的1054次核爆炸试验数据，通过超级计算机建立核 爆炸模型，研制新一代核武器。另外，对接近服役年限的核武器，还可以利用 超级计算机预测其失效时间。助力灾难救援。超级计算机通过计算各种地层应力变化，可模拟地壳运 动，预测地震发生。中、德科学家曾用“天河二号”模拟地震波传播方式，再 现1992年美国加州兰德斯大地震震波传播过程，为研究地震波产生和传播机理 以及地震预报提供新途径。另外，地震发生后，还可以利用超级计算机模拟地 震过程，测算受伤者所处位置，提高救援效率。随着算力提升，超级计算机在军事领域的应用不断扩展，推动军事领域变 革，并为应对现代战争发挥重要作用。第7页共7页