未来IT技术三大创新领域 云计算 智能终端和物联网

未来计算科学的创新机会在哪里？5月14日，微软亚洲研究院常务副院长赵峰在2011CCF青年精英大会上表示，未来计算科学创新的机会主要在三个方面：一是云计算，在庞大的数据中心内有海量的数据，需要大规模、分布式的计算，怎么把处理办法和其他方法加在一起，有巨大的创新空间；二是智能终端，“云”再好最后还是要把服务放到用户手中，所以需要把终端智能化，终端现在有个人电脑，有移动平台，智能手机，创新的空间在于人机之间的交互、硬件加速等方面；第三是物联网，物联网是把智能终端和云结合在一起的非常好的领域，只有智能终端和云计算巧妙地无缝结合，物理世界和数据世界当中的信息才会无缝的联结在一起。

硬件计算引领云计算加速

众所周知，数据中心有三个特点：一是需要庞大投资，有的云计算数据中心像足球场那么大，里面放着几千甚至几万台服务器；二是需要充足电力供应，几万台服务器同时运转，不仅消耗大量能源，而且需要很好的冷却技术，一些大数据中心通常建造在水力发电站旁边，因为它的电很便宜；三是要有非常好的网路，能够把数据联系到用户里去。建设大型数据中心，仅仅有了便宜的电、充足的水还不够，怎么把几万台服务器高效连接在一起，让这些服务器互相对话？在许峰雄博士带领下，微软亚洲研究院设立了硬件计算部门，专门研究云计算加速；目前正致力于设计一种能够将机器学习速度提高超过10000倍的计算机。赵峰说，微软在软件方面是最大的软件公司，但是现在非常注重硬件计算技术。

数据中心内有大量服务器，必然有大量数据需要交换，过去我们一直通过TCP/IP协议交换数据，但交换速度受到很大限制。在数据中心如何突破数据交换的限制？现在微软亚洲研究院在试图用硬件实现数据切换，用软件实现控制，大大提升数据交换的效率。

降低智能终端能耗

“云”再好最后还是要把服务放到用户手中，所以需要把终端智能化，终端现在有个人电脑，有移动平台，智能手机，创新的空间在于人机之间的交互、硬件加速等方面。在计算科学方面，刚开始人们追求的是如何提高计算速度，几乎不计成本，于是出现了很多巨型机；后来，在追求计算速度的同时，力求降低成本，摩尔定律应运而生；现在，不仅要低成本获得越来越快的计算速度，还要不断降低能耗，力争用一瓦的能量产生更多的计算，因为不论数据中心还是手机的供电总是有限的。赵峰说，现在微软亚洲研究院有一个研究的课题是用非常高能效的方法来处理移动计算平台上的数据，这里边有很多算法上的窍门，比如说里边抽样的频率怎样变化？什么数据要采集？什么数据不要采集？现在智能手机里有大量传感器，如果把所有数据收进来可能会浪费能量。

物联网和智慧城市是当前社会各界关注的热门话题，微软在这两个方面也有很深入的研究。赵峰从事物联网研究已经多年，他说：“在90年代我们做传感器网络，现在传感器网络非常大，当时做的非常小。有三个方面的经验和网友分享：第一，传感器网络和物联网，很大的难题是传感器硬件要做得非常小，非常低能耗，它的费用要很低，这样才能把很多的硬件放到该用、该放的环境中去，所以传感器硬件的微型化非常重要；第二，一个传感器只是一个点，如果这些点不能连在一起就不能成为一个面，所以网络技术非常重要；第三，最重要的是传感器要把物理世界当中的数据收集起来，非常有效能够从中找出一些规律，为我们做决定来服务”。西安在传感器网络方面有很多应用，例如西北工业大学的科学家把传感器放在农作物、农田里面，用来监测这里面到底水浇灌的怎样、光照怎样，这是很大的应用。赵峰说，微软亚洲研究院在节能方面做了很多研究，例如怎样把传感器用在数据中心当中，观察哪个地方的发热太多了，哪些地方冷却不够，这里边它的计算和环境之间的关系就非常紧密。

传感、运算、控制整个联成反馈系统，是物联网的另一个重要方面。今后物联网发展的重要方面是用物联网的办法找出定位，比如某个人在哪里、某个物体在哪里东西，把这些信息放在网上做很多应用；核心价值是远程监控物体的状态，哪些状态可以交互，这是物联网当中非常有意思的应用。