"大@@智@@移@@云@@@@"时代信息技术@@的@@发展机遇与挑战@@

 

　　知名@@市场调研机构@@IDC曾经发布的@@一份报告显示@@，创新平台@@分三个@@阶段@@：1985年@@以前@@，全世界以计算机为创新平台@@@@；2005年@@以前@@，以互联网@@为创新平台@@@@；到@@2020年@@之前@@，移@@动宽带@@、云@@服务@@、社交应用和@@大@@数据@@将成为新的@@创新平台@@@@。预测@@“大@@智@@移@@云@@@@”将支撑@@2020年@@全球@@信息产业收入的@@@@40%和@@增长份额的@@@@98%。

 

　　信息技术@@发展的@@基础是@@集成电路@@。30年@@来@@，CPU运行速度提高了@@100万倍@@@@，内存价格下降到@@原来的@@@@1/45000，硬盘价格下降到@@原来的@@@@1/3600000。如果汽车价格以与硬盘同等的@@速率下降@@，那么今天我们买一辆新车只需要@@0.01美元@@。如果汽油性能以同样的@@速度发展@@，那么现在@@@@1升汽油能够使飞行器环绕地球飞行@@573圈@@，目前@@除信息技术@@外还没有哪一种工业产品有如此高的@@发展速度@@。

 

　　当然@@，现代信息技术@@发展也面临一些挑战@@。比如@@，在@@桌面@@CPU芯片@@领域@@，美国@@英特尔公司占领了@@90%的@@市场@@，而中国@@还没有实现规模化商业应用的@@桌面@@CPU芯片@@。现在@@集成电路进入纳米@@时代@@，投片费与代工线的@@成本都非常昂贵@@，目前@@英特尔将@@CPU芯片@@产品做到@@@@14纳米@@，生产线的@@投资高达@@150亿美元@@@@。国内最好的@@芯片@@企业中芯国际集成电路制造有限公司目前@@的@@产品水平为@@28纳米@@，还落后英特尔一两代@@。另外@@，现在@@有一种趋势@@，一些集成电路装备生产公司被国外代工线收购@@，将来可能没有独立的@@代工线装备供应商@@。如果这样@@，那未来我们面临的@@挑战会更大@@@@。随着光刻线条间隔越来越细@@，基于@@CMOS集成电路的@@摩尔定律因功耗和@@代工线的@@成本可能走到@@尽头@@，亟待新材料@@、新工艺的@@突破@@。中国@@集成电路市场占全球@@一半@@，但中国@@自行设计生产的@@集成电路产品只能满足@@20%的@@市场@@需求@@。2014年@@我国@@进口集成电路@@2176亿美元@@@@，数额略低于原油@@（2283亿美元@@@@），而在@@前几年@@@@，我国的@@集成电路进口额均高于原油@@。在@@这样的@@背景下@@，中国@@下决心设立集成电路基金@@，要改变集成电路发展的@@被动状态@@。

 

　　软件定义一切@@。软件从互联网@@环境发展到@@普适计算环境@@，用户数量和@@复杂度剧增@@，软件的@@应用无所不至@@。1972年@@阿波罗登月@@飞行器软件仅有@@4K代码@@，如今华为传感器是@@@@10K代码@@，日本高铁的@@列控软件有数百万行代码@@@@@@，奔驰新出的@@高档汽车软件规模达到@@@@1亿行代码@@@@，空客飞机软件则有@@10亿行代码@@@@，PC的@@Windows7操作系统@@有@@3000万行代码@@@@，苹果@@IOS和@@安卓手机操作系统@@软件也有上百万行代码@@@@@@，软件的@@规模越来越大@@@@。但对中国@@来说@@，软件也是@@软肋@@。微软基本垄断了@@PC操作系统@@，苹果@@的@@@@IOS和@@谷歌的@@安卓几乎瓜分了手机操作系统@@市场@@。苹果@@最关键的@@创新是@@在@@@@IOS操作系统@@上的@@@@AppStore，它承载了上百万种应用@@，实现内容与终端捆绑@@，形成以@@IOS为核@@心的@@生态系统@@。与此相对的@@是@@诺基亚@@，向@@智@@能手机的@@转型反应迟钝@@，向@@移@@动互联网@@@@发展行动不力@@，多年@@的@@手机@@霸主竟没有打造起自己的@@手机@@生态系统@@，终于退出手机市场@@。现在@@中国@@不是@@做不出手机操作系统@@@@，而是@@如何吸引现有的@@超过百万种应用嫁接于其上@@，没有丰富的@@应用就没有用户体验@@。

 

　　计算能力的@@演进@@。其经历了从@@20世纪@@50年@@代的@@大@@型计算机@@，到@@60年@@代的@@小型计算机@@，再到@@@@80年@@代的@@个@@人计算机@@，90年@@代的@@笔记本电脑@@，2010年@@代的@@移@@动智@@能终端@@。世界上第一台电子计算机@@1946年@@发明@@，占地@@170平方米@@，性能不及现在@@的@@@@计算器@@。1956年@@美国@@航天局用@@500万美元@@购买了一台当时最好的@@计算机@@cray-1，其性能不如@@2012年@@价值@@400美元@@的@@@@iPhone4。1985年@@美国@@国防部更新了超级计算机@@cray-2，其功能不及现在@@的@@@@@@ipad2。1997年@@1GB闪存卡的@@价格是@@@@7992美元@@，现在@@只有@@25美分@@。这些演进都是@@摩尔定律带来的@@@@。

 

　　超级计算机能力@@“十年@@千倍@@@@”。现在@@中国@@的@@天河@@2号超级计算机能力@@是@@@@cray-1的@@4亿倍@@@@，其持续计算峰值每秒@@33.86千万亿次@@@@，已经连续@@6次@@蝉联全球@@最快的@@计算机@@，它使用了@@312万个@@@@CPU核@@，1.6万个@@@@计算机节点@@，但芯片@@主要来自英特尔公司@@，正在@@研发的@@新一代的@@天河计算机将要基于@@自主开发的@@芯片@@@@。

 

　　云@@计算@@“无所不容@@”。随着信息化的@@发展@@，每一个@@单位自建信息化系统是@@不经济的@@@@，不如把自己的@@数据放在@@第三方公司的@@服务器上@@，第三方公司把它的@@基础设施当成服务来出租@@。第三方公司还可同时提供一些软件工具供租用单位开发自己所需的@@软件@@。对于大@@多数中小企业来讲@@，有工具也并不一定具备软件开发能力@@，不妨直接租用第三方公司的@@软件@@。这里的@@第三方公司就是@@云@@计算@@平台@@公司@@，它还可以提供各种各样的@@数据以及数据挖掘的@@工具以供租用@@。比如@@阿里巴巴是@@一家电子商务公司@@，可是@@现在@@它要向@@亚马逊学习@@，成为云@@计算@@服务公司@@，要卖云@@计算@@服务器@@，还卖云@@计算@@的@@解决方案@@，提供云@@计算@@的@@服务@@。

 

　　移@@动终端的@@演进@@。我们的@@手机@@早年@@只能听语音@@，现在@@则可以触摸@@、感知@@。现在@@智@@能手机就是@@计算机@@，过去通信公司做手机@@，现在@@计算机公司卖手机@@。智@@能手机还嵌入大@@量传感器@@，与云@@端的@@连接使手机具有部分人工智@@能@@，可以手势输入@@、语音搜索@@和@@语音翻译等@@。中国@@现在@@生产全世界@@70%的@@手机@@，但是@@苹果@@和@@三星两个@@企业占了全世界手机利润的@@@@90%。2015年@@第一季度@@，苹果@@和@@三星的@@利润占全世界手机利润的@@@@103%，这意味着其他公司的@@利润总和@@是@@@@-3%，大@@部分手机厂商受高通公司专利制约而亏损@@。

 

　　移@@动通信的@@换代发展@@。第一代移@@动通信的@@基站利用频率区分用户@@，即频分多址@@，2G的@@GSM是@@时分多址@@，3G的@@CDMA是@@码分多址@@，现在@@的@@@@4G采用正交频分多址技术@@，把频率@@、空间@@和@@时间的@@复用因素都利用起来@@。这么多年@@来@@移@@动通信几乎按照十年@@一代发展@@，每一代的@@峰值速率@@提高一千倍@@@@。目前@@国际上已经开始@@5G标准化的@@研究@@，5G的@@用户体验速度是@@@@4G的@@十倍@@@@，连接密度是@@@@4G的@@10倍@@，峰值是@@@@4G的@@近百倍@@@@，用户体验速率@@100兆@@，峰值速率@@20G，这是@@一个@@很大@@的@@飞跃@@。中国@@5G拟于@@2020年@@商用@@。 5G的@@核@@心技术是@@超密度的@@组网@@、大@@规模天线阵@@、全频谱接入@@、新型的@@多址技术等@@。5G既要适应高速宽带又要适应物联网@@的@@海量连接@@，新需求推动@@5G网络架构革新@@，基于@@SDN（软件定义网络@@）和@@NFV（网络功能虚拟化@@）依据逻辑功能分离为接入@@、转发和@@控制三个@@平面@@。传统路由器节点的@@控制功能和@@传送功能放在@@一起@@，路由器按照最短的@@路径优先原则转发@@IP包@@，不考虑是@@否全局最优@@。现在@@的@@@@SDN把各节点的@@控制功能抽出来集中成为网络操作系统@@@@，在@@网络控制下路由器只承担转发任务@@，这是@@集中控制和@@全局优化@@，适应大@@数据@@情境下网络的@@流量的@@时空突发性@@。在@@SDN技术方面@@，美国@@的@@@@IT企业已经提前布局@@，并且在@@标准化方面占了主导地位@@。

 

　　下一代的@@互联网@@发展有两条路线@@，一种是@@基于@@@@IPv6的@@演进路线@@，一种是@@全新的@@革命路线@@。美国@@率先开展下一代互联网@@的@@研究@@，中国@@期待在@@下一代互联网@@弯道超车的@@机遇@@。美国@@网民人均有@@6.34个@@IPv4地址@@，中国@@网民人均@@0.5个@@。中国@@没有足够的@@互联网@@地址@@@@，向@@IPv6发展是@@必然的@@选择@@，但是@@往@@IPv6过渡还有很多的@@技术挑战@@。

 

　　与中国@@@@IPv4地址@@严重不足和@@美国@@@@IPv4地址@@十分富裕的@@情况相反@@，中国@@目前@@@@IPv6地址@@的@@使用量只有美国@@的@@@@@@8.6%，美国@@IPv6的@@流量在@@@@2015年@@第二季度已占到@@全网流量的@@@@19%，显然美国@@的@@@@@@IPv6进程已经走在@@中国@@前面@@，中国@@在@@下一代互联网@@的@@发展方面难得的@@与发达国家几乎处于同一起跑线的@@机会眼看又会丧失@@，中国@@需要加快@@IPv6的@@部署@@。在@@向@@下一代互联网@@发展中@@，需要研究@@DNS（域名@@服务器@@）的@@新体系@@，目前@@IPv4全球@@13个@@根服务器没有一个@@在@@中国@@@@，在@@IPv6体制上怎么解决域名@@根服务器的@@问题提上议事日程@@，争取根服务器落户中国@@@@，以提升中国@@在@@互联网@@中的@@话语权和@@安全感@@。

 

　　互联网@@的@@宽带化发展促进了光纤通信技术进步@@。光纤通信容量@@20年@@增长了@@1万倍@@@@，现在@@单纤容量已经做到@@了@@50Tbps，目前@@干线传输还没有哪一种技术有光纤这么大@@的@@容量@@，而且光纤还有很大@@的@@发展空间@@@@。中国@@在@@光纤光缆产业上发展很快@@，中国@@的@@光纤光缆产能占全世界一半@@，中国@@每年@@的@@光纤光缆市场也消耗了全世界一半的@@产能@@。我们可以生产光纤@@、光缆和@@光纤的@@预制棒@@，但是@@上游的@@高纯度玻璃管还需要进口@@，另外@@，高端的@@光电子器件仍依赖国外的@@产品@@。

 

　　2015年@@电信运营商在@@提速降费方面做了大@@量工作@@，宽带发展状况有了改观@@，但我们的@@宽带在@@国际上还是@@落后的@@@@。中国@@网民的@@人均国际干线带宽@@水平在@@@@2015年@@仅为@@7.84kbps，不及全球@@平均水平的@@@@1/7，宽带化提速降费还面临很大@@的@@挑战@@。

 

　　去年@@@@9月@@份@@在@@西雅图举办的@@第八届中美互联网@@论坛上@@，习近平主席会见了与会的@@主要互联网@@企业@@，参加会见的@@中国@@@@15家公司的@@总市值@@（包@@括估值@@）仅是@@参加会见的@@@@11家美国@@公司的@@@@1/4，还不如美国@@苹果@@公司一家多@@，我们在@@产业技术水平上与先进国家大@@有差距@@。

 

　　网络安全问题需要警钟长鸣@@。网络安全涉及网络基础设施安全@@、内容层面的@@安全和@@被控制执行层面的@@安全@@，即航空@@、铁路和@@电力以及银行等重要基础设施的@@安全@@。去年@@@@6月@@份@@，国家计算机病毒应急处理中心报告称@@，2014年@@我国@@计算机@@、手机感染病毒的@@比例分别达@@63.7%和@@31.5%。2015年@@第二季度和@@@@2014年@@同期相比@@，分布式的@@拒绝服务攻击增加了@@132%。现在@@手机的@@安全问题更大@@@@，手机有用户身份@@，可以定位跟踪@@，还涉及银行账号@@，但又不可能像@@PC那样内置功能完善的@@防病毒软件@@。腾讯的@@安全实验室报告@@，2015年@@手机病毒包@@新增了一千多万个@@@@@@，是@@2014年@@的@@十倍@@@@@@。2014年@@我国@@31.3%的@@移@@动用户遭遇个@@人信息泄露@@。ITU（国际电信联盟@@）在@@2015年@@4月@@公布的@@全球@@网络安全指数显示@@，美国@@得分@@0.824，位居第一@@；中国@@得分@@0.4412，位列第@@49名@@。

 

　　在@@信息技术@@与产业发展中@@，我们还面临频谱资源的@@挑战@@。ITU评估报告指出@@，到@@2020年@@全球@@移@@动通信频率缺口@@1GHz。现在@@地面广播电视被有线电视和@@互联网@@电视分流@@，城市的@@无线广播电视利用率很低@@。据一些城市统计@@，无线广播电视的@@频谱利用率不到@@@@5%。而且电视数字化后单个@@频道@@可以同时传送@@6套标清节目或@@1套高清节目@@，模数转换后保留@@35个@@频道@@，还可以承载@@210套标清电视@@，是@@现有@@47套模拟节目的@@@@4.4倍@@，从而可以腾出@@96MHz带宽@@。

 

　　移@@动通信蜂窝小区的@@覆盖面积在@@使用@@700MHz频率时是@@现在@@@@4G使用的@@@@2.6GHz频段的@@@@5倍@@，成本可下降@@2/3。2013年@@已有美国@@等@@25个@@国家把广电模数转换后腾出的@@@@700MHz部分频段经拍卖重新分配给移@@动通信@@。中国@@频率资源的@@重新分配需要靠体制改革才能推动@@。

 

　　综上所述@@，大@@数据@@、智@@能化@@、移@@动互联网@@@@和@@云@@计算@@相结合的@@@@“大@@智@@移@@云@@@@”，代表了信息技术@@发展新阶段的@@时代特征@@。“互联网@@+”开拓了信息技术@@应用空间@@@@，凸显了作为经济增长新引擎的@@作用@@。在@@核@@心信息技术@@方面@@，我们还没有摆脱受制于人的@@局面@@，宽带提速降费压力很大@@@@，信息安全形势严峻@@，频谱资源面临挑战@@。下一步应当努力的@@方向@@则是@@@@：狠抓改革攻坚@@，突出创新驱动@@，强化企业主体@@@@，建设网络强国@@。（作者系中国@@工程院院士@@。本文是@@作者@@2016年@@1月@@23日在@@@@“信息化促进中国@@经济转型升级@@”论坛上所作的@@演讲@@。）