本文来自人民邮电报，作者/涂群、张茜茜。
计算体系架构不仅是网信产业的技术基础，也是网信产业的技术高地。作为我国网信产业的领军企业，华为、阿里、中国电子经过长期艰苦探索实践，分别形成了各自具有代表性的计算体系架构。北京交通大学信息管理理论与技术国际研究中心（ICIR）认为，尽管三家企业在探索实践的三种计算架构中作出了巨大努力，取得了卓越成绩，并已具备良好的产业基础和应用前景，但是三条计算架构路线发展尚不够成熟，距离“再不受制于人”和高水平自立自强的诉求还有一定差距，三条路线都各自面临着挑战。
“生态构建”“高端技术”“补短板”多强争锋各具特色
华为形成了以“生态构建”为特色的计算架构。华为信创的最大特色就是构建产业生态。华为提出构建六大数字技术生态，包括鲲鹏生态、昇腾生态、HMS生态、鸿蒙生态、华为云生态和MDC（智能驾驶计算平台）生态。华为生态体系的核心是“欧拉﹢鸿蒙”万物互联操作系统，欧拉定位于数字基础设施操作系统，鸿蒙定位于物联网智能终端操作系统。通过软总线技术实现鸿蒙与欧拉的底层连接，一个以“欧拉﹢鸿蒙”相互连接为中枢，向下连接底层设备，向上连接终端设备，并广泛应用于各行各业的万物互联操作系统生态已经成形并逐渐走向成熟。
阿里形成了以“高端技术”为特色的计算架构。阿里2008年就提出“去IOE”，是我国企业信创的鼻祖。阿里信创的最大特色是形成了一大批全球领先的技术集群，形成了以“高端技术”为特色的信创路线。阿里的龙蜥社区、AliSQL数据库社区是国内最大的操作系统和数据库开源社区。阿里的数据库包括蚂蚁金服的OceanBase和阿里云的PolarDB，两者全部入列Gartner全球数据库魔力象限第一阵营。其他如玄铁系列CPU、含光系列人工智能芯片、倚天710芯、CIPU数据中心专用处理器和飞天操作系统等也都有亮眼表现。
中国电子形成了以“补短板”为特色的计算架构。计算产业链上的许多环节是中美科技竞争的焦点，也是我国的短板和“卡脖子”环节，其中，EDA设计工具、芯片制造、操作系统和CPU是最严重的“卡脖子”环节。中国电子集中“优势兵力”，着手解决计算体系架构中的“卡脖子”问题。中国电子的华大九天是国内排名第一的EDA工具厂商，麒麟操作系统和飞腾CPU基本上解决了我国网信产业“缺芯少魂”的问题，积塔半导体专注于模拟电路、功率器件所需的特色生产工艺研发与制造。
三种计算架构面临多重挑战
华为鲲鹏计算架构面临三重挑战。一是芯片设计和制造断供。自2019年被美国列入实体清单后，华为尽管依旧傲然挺立于中国网信产业之巅，但业务规模缩水近三分之一，发展步伐受到牵制，华为鲲鹏计算架构也因鲲鹏芯片在上游受到EDA工具断供、下游受到台积电流片断供而陷入困顿。
二是产业生态碎片化。华为计算路线的最大特色就是构建产业生态，其核心是“欧拉﹢鸿蒙”万物互联操作系统，通过软件开放，吸引更多的中下游合作伙伴加入华为生态中。但从实际结果来看，不仅六大生态之间相互独立还远未融合，各生态本身的建设还需要克服许多障碍。
三是产品类型多元化。网信产业是全球化分工程度最高、对专业化能力要求最苛刻的产业之一。从全球角度来看，很少有大而全、多元化的企业能在网信产业中生存发展。华为是全球网信产品种类最多的企业之一。虽然这在一定程度上避免了将鸡蛋放在一个篮子里的风险，但毕竟不同产品形态有着不同的业务特点和文化基因，一家企业要把差异如此之大的不同业务都做好，这是极其困难的。
阿里新型计算架构同样面临三重挑战。一是企业身份安全可信问题。不同于华为为大众广泛接受的民族品牌形象和中国电子的央企背景，阿里云的复杂股权结构对当前云业务在政企市场拓展构成挑战。政企市场不同于互联网市场的一个突出特点是，对云平台的安全可控性具有近乎苛刻的要求，不仅要求云平台提供商具有先进可靠的安全技术产品，而且对云平台拥有者的身份也极其敏感。
二是云终端市场接受度低。终端产品是联结计算厂商与用户的最直接界面，也是计算路线普及发展必须跨过的一个门槛。阿里云在定制芯片和重构软件的过程中，也推出了基于飞天操作系统、“长”在云上的“超级电脑”——“无影”云计算终端，不过至今市场反馈仍不理想。
三是市场份额逐年降低。近年来，随着云技术的不断成熟和云市场的新旧转换，阿里云在技术和市场两方面受到竞争对手的空前挑战。尽管阿里云始终保持着全国第一大云的“江湖地位”，但近年来市场份额持续走低，从一度占据全国60%以上份额快速下滑到30%多。
中国电子安全先进绿色计算架构也面临三重挑战。一是体系化能力较弱。不同于华为与阿里的先有集团总部、后有各技术产品和业务部门的集中统一管理体系，中国电子是由众多独立的国有企业组建而成，大多数子集团和子公司早已形成了自己独立的研发体系、产品体系和营销体系，由此决定了中国电子集团更多地只能在战略层面对下属企业实施管控，各子集团、子公司间很难形成统一的产业体系。
二是产品技术水平较低。与华为和阿里研发大多由总部投入并规模巨大相比，中国电子的科技研发都是由各子公司独自投入，其投入规模也相对较小。以中国电子计算架构中表现较为亮眼的芯片底座飞腾信息为例，飞腾信息2022年营收16.3亿元，净利润1.8亿元。尽管没有披露当年的研发投入，但规模小、利润低、还需要承担当年的业绩指标，科技研发投入很难得到足够保障。
三是自主可控能力不足。自主可控、安全可靠是中国电子安全先进绿色计算架构得以存在和发展的逻辑起点。得益于央企的背景，中国电子在安全可靠方面具有先天优势，但是在自主可控方面仍然具有较大不确定性。如飞腾CPU的技术来源于ARM公司的V8架构授权，并且以后无法获得V9以上版本的授权，在V8架构基础上分叉发展的飞腾CPU存在技术落后的先天不足。
高水平自立自强计算路线发展之路怎么走？
建立在冯·诺依曼架构基础之上的传统计算架构已经过70多年的升级演进，而华为、阿里、中国电子的三条自主计算架构体系路线仅发展了不到10年时间，在不断成熟发展过程中面临诸多挑战是不可避免的。而上述问题的原因主要体现在三方面：一是沿用冯·诺依曼传统计算架构路线；二是关键过渡性技术能力不足；三是各自为政，产业协同有待加强。尽管以华为、阿里、中国电子为代表的，有家国情怀担当的企业在艰苦探索着自主计算架构路线，但沿着各自的计算架构路线单打独斗，不仅分散了本就稀缺的宝贵科技力量，而且割裂了产业生态。因此，实现我国计算架构路线的高水平自立自强必须坚持长期主义和短期突破相结合——短期尽量减少内耗，中期设法绕道通过，长期实现架构变革。
短期来看，可采用“中国电子﹢阿里云”融合发展方案。华为、阿里和中国电子三家自主计算龙头企业在技术产品、生态构建、安全可靠等方面具有极强的互补性，通过融合协同，实现资源优势互补，短期内就能实现“1﹢1大于2”的效果，有效缩小与国际先进企业的差距。尤其是目前阿里和中国电子都在进行重大战略调整，“中国电子﹢阿里云”的融合方式更具有现实意义和可操作性。
不久前，阿里宣布了“1﹢6﹢N”的新发展战略，将在12个月内将包括阿里云在内的六大业务板块分拆独立运营并独立上市。而中国电子将“重构计算体系”作为集团发展战略的首要任务，但是，在计算产业核心技术、体系化产业生态和自主可控能力等方面都有明显短板。阿里云的技术先进性与中国电子的安全可靠性具有极强的互补性，如果中国电子和阿里云通过重组融合发展，必将诞生一条技术先进、生态健全、安全可靠的新型计算体系路线。
中期来看，聚焦Chiplet等关键过渡性技术突破方案。Chiplet是指从芯片设计开始，先将芯片分解成不同计算单元和功能单元，然后每个单元选择最适合的半导体制程工艺分别制造，再通过先进封装技术将各个单元彼此互联，最终集成封装为一个系统级芯片组。其技术的核心是把不同工艺节点、材质、功能、供应商的特定功能单元，分别选择不同的工艺制程进行生产，而不必受到晶圆厂的工艺限制，然后借助先进的封装技术，从而实现以成熟制程的工艺达到先进制程的性能。
我国的半导体封装能力在全球处于领先水平。华为、阿里和中国电子等计算产业龙头企业，应主动将通富微电和华天等封装企业纳入其产业生态体系，通过Chiplet技术突破美国对我国先进制程芯片的围堵。
长期来看，宜探索存算一体体系架构革命性变革方案。无论是不同计算架构路线间融合发展，还是突破Chiplet等关键性过渡技术，都是沿袭以“算存分离”为特点的传统冯·诺依曼架构计算体系，都是治标不治本的权宜之计。要想彻底解决“功耗墙”“内存墙”等传统计算架构的固有缺陷，完全摆脱美国的“卡脖子”限制，走出真正的自主计算产业发展之路，必须突破冯·诺依曼架构计算体系，从计算架构底层重塑计算产业体系。存算一体体系架构就是一种全新的、革命性的新型计算架构。存算一体体系类似于人脑，是将数据存储单元和计算单元融为一体，大幅减少数据搬运，从而极大提高计算并行度和能效。
一旦存算一体芯片取得革命性突破，特别是存内计算芯片和内存执行计算芯片得到全面突破，全球半导体体系将完全重新洗牌，操作系统、数据库等基础软件也将发生结构性变化，PC、服务器、手机、数据中心、云平台、人工智能平台等终端与平台的内部构造统统都会发生全新革命性变化。此时，先进、绿色、自主安全的自主计算体系路线才真正形成，高水平自立自强的网信产业才具备坚实基础。
（本文系北京交通大学ICIR“交大评论”特约稿）
