美国研讨会报告指出未来信息技术的关键挑战

9月1日，美国国家科学基金会（NSF）、国家半导体协会（SIA）和半导体研究公司（SRC）发布了一份名为《重启信息技术革命》的研讨会报告[1]，提出了包括“洞察计算”（insight computing）在内的未来信息技术所面临的若干挑战，包括：

1、“洞察计算”。未来的信息系统和基础设施将具备基于数据洞察能力的新功能。“洞察计算”系统将大量利用并大幅加强网络物理系统和物联网的能力。“洞察计算”需要研究数据分析、机器学习、神经形态计算、用户–机接口新方法等。

2、网络物理系统。网络物理系统包含能控制物理实体的合作式计算单元。它们需要新的能够开展时间动态算法计算的工程模型。网络物理系统必须在经常随机变化的动态物理系统中保持鲁棒控制能力。此外，还需确保网络物理系统的安全性，以保护生命、个人信息和财产。

3、智能存储。呈爆炸式增长的数据需要新的存储技术和管理系统。需要研究新内存架构的实现，包括新架构可能给系统带来什么问题、需要什么样的变化才能通过软硬件实现最佳的内存管理。

4、实时通信生态系统。通信带宽，特别是无线通信，必须随着数据量的增长而增长。提供非常高速通信的能力将是关键的实时应用。宽带通信将大大促进太赫兹通信技术的进步，包括新材料。研究是需要先进的天线阵列、可靠和灵活的通信网络的设计，能够自组织、自重构

5、多层次、可伸缩安全。必须确保硬件和软件具备一定水平的安全性和隐私保护能力。一个安全的系统必须是可靠的，能抵抗网络攻击、盗用和假冒等风险。系统还必须能够适应随时间变化的动态威胁。

6、下一代制造范式。快速三维、增材制造等新的制造工艺将能为开发新型设备和架构提供一种有效途径。在较长的时间内，半导体技术和生物学的融合将为具有强大破坏性的新设计和工艺提供可能性。

7、高能效传感与计算。不论是最小的传感器还是超高性能处理器与系统，对于各个级别的信息系统来说能源效率都是至关重要的。传感器节点还需要在没有电网供电的情况下运行，因而需要依赖电池或从环境中获取能量。另一方面，能效低下导致过热和热管理问题，限制了先进处理器的性能。必须开发新型材料、设备、计算与物理结构，以减少用于移动数据的能量，无论是芯片通信或长途通信。

8、物联网测试平台。测试平台是充分模型物联网的复杂性所必须的。没有这样的测试平台，解决方案验证和基准测试是不可能的。这样的平台应该向来自学术界、工业界和政府的研究人员开放。

（唐川）

科技前沿快报,2015年,第10期,总16期

[1] Rebooting the IT Revolution. https://www.semiconductors.org/clientuploads/Resources/RITR%20WEB%20version%20FINAL.pdf