鄔江興院士：用電力拼算力的范式不可持續

·必要多樣性是破解多樣化算力需求下計算系統結構性失配的根本路徑，必要多樣性+超穩定機制才能產生適應不確定性場景的能力。

高性能計算被譽為計算機科學工程的皇冠，9月24日，在全國高性能計算學術年會在武漢召開。被譽為“中國大容量程控數字交換機之父”的中國工程院院士鄔江興在大會上表示，智能時代的算力必然是綠色、智能與安全的計算。但計算性能增長與算力需求的矛盾凸顯，算力的極限不應該是電力，電力支持不了算力的持續發展。

鄔江興講述了先進計算發展困局與破局之策。他談到困境之一是性能增長與算力需求的矛盾凸顯，面臨算不完、存不完、傳不完的難題。與此同時，剛性計算架構造成總體效率低下，尤其是剛性計算系統為支持多應用場景導入了過多虛擬化技術，造成性能損失超過30%。存儲程序控制機理也存在安全矛盾，這是娘胎里帶來的基因缺陷。此外，用電力拼算力的發展范式不可持續。

而一切的核心問題在于計算架構單一性與算力需求多樣性的矛盾。“算力需求是多樣性的，不同應用場景、不同計算環境、不同任務種類、不同數據類型、不同性能需求、不同安全風險。可計算架構是單一的，不管是通用架構還是專用架構都是單一的。”他表示，這導致了兩種發展結果，一是削足適履，二是各自為政，結構性失配是產生諸多困境的根本原因。

鄔江興表示，智能時代的算力必然是綠色、智能與安全的計算，三者缺一不可，變結構計算是實現之路。迄今為止有兩種努力，一是用單一性滿足多樣性的努力，二是用復雜性滿足多樣性的努力，但單一性、堆砌復雜性都不可能解決多樣性算力問題。必要多樣性是破解多樣化算力需求下計算系統結構性失配的根本路徑，必要多樣性+超穩定機制才能產生適應不確定性場景的能力。

正如物理世界的統一性與物質世界的多樣性，地球有草原生態、湖泊生態等，但都基于門捷列夫的元素表。“自然界物質的統一性由97種自然存在的基本元素來表達的，這些元素之間通過各種化合鍵的方式形成了多樣性表達，形成了物質世界的多樣性。也就是說，基本元素的集合+化合鍵可以形成多樣性的化合物。”

鄔江興表示，先進計算系統中的互聯要從通用互聯到領域專用互聯，要從單一互聯到多樣性互聯。變結構計算是先進計算發展的新路徑，變結構計算的實例就是其11年前發明的世界首臺擬態計算機，通過識別任務、識別資源池化，在有限時間內形成最優計算結構。

鄔江興曾從擬態章魚仿生學特點，提出基于主動認知的變結構多模態計算環境的“擬態計算”，歷時近6年，于2013年9月研制成功世界首臺擬態計算機原理樣機。他表示，變結構計算最佳工程物理實現是大規模高密度資源集成。先進計算急需發展晶圓級變結構計算，這樣才有可能不被牽鼻子、達到世界最先進水平。要探索結構計算的新路徑，搶抓數字產業發展迅速變革的新窗口期，用綠色、智能、安全的變結構計算賦能新質生產力發展。

（原題：《鄔江興院士：算力需求矛盾凸顯，用電力拼算力的范式不可持續》）