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　　技術(shù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變和領(lǐng)先格局

　　計(jì)算技術(shù)的顯著進(jìn)步推動(dòng)了信息技術(shù)革命。數(shù)十年來，由于時(shí)鐘頻率的提高、晶體管體積的縮小、制造工藝的改進(jìn)以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件的不斷創(chuàng)新，單核處理器的性能一直呈指數(shù)級(jí)增長，映證了摩爾定律。然而，近年來由于物理和技術(shù)因素的限制，單核處理器的性能提高速度大為放緩，這促使計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)明顯由單核處理器向同質(zhì)多核處理器和現(xiàn)在的異質(zhì)多核處理器轉(zhuǎn)變，使并行計(jì)算處于提高計(jì)算機(jī)性能的前沿。與串行計(jì)算不同，并行計(jì)算現(xiàn)在還沒有普遍公認(rèn)的編程模式，因此對(duì)并行算法和并行編程方法進(jìn)行進(jìn)一步研究有巨大的需求，這既提供了巨大的機(jī)遇，又帶來了艱巨的挑戰(zhàn)。處理器性能的提高速度持續(xù)放緩，且并行軟件的未來發(fā)展不定，這對(duì)美國經(jīng)濟(jì)和國家安全構(gòu)成了潛在的短期和長期風(fēng)險(xiǎn)，為全球先進(jìn)計(jì)算的格局變化提供了機(jī)會(huì)。

　　美國一直是通用計(jì)算、高性能計(jì)算、圖形處理器和其他專用處理器研發(fā)方面的領(lǐng)頭羊。過去15年美國大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的研發(fā)投資強(qiáng)勁，產(chǎn)生了無數(shù)創(chuàng)新。從過去 15年先進(jìn)計(jì)算領(lǐng)域頂尖國際科技會(huì)議收錄的會(huì)議論文來看，美國在半導(dǎo)體器件和電路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編程系統(tǒng)、應(yīng)用軟件方面均位于世界前列，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研發(fā)上更是優(yōu)勢明顯。從主要半導(dǎo)體公司、計(jì)算機(jī)硬件公司和軟件公司的收入以及信息通訊技術(shù)出口情況來看，美國同樣繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。

　　盡管如此，由于歐洲和亞洲的技術(shù)能力和制造能力日益上升，美國的地位正受到挑戰(zhàn)。例如，中國作為信息通信技術(shù)產(chǎn)品的主要消費(fèi)國和供應(yīng)國，其國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品預(yù)期和標(biāo)準(zhǔn)的影響力日益增強(qiáng)，中國在全球半導(dǎo)體價(jià)值鏈中的地位將不斷提高。

　　主要國家創(chuàng)新政策及其特點(diǎn)

　　未來美國在先進(jìn)計(jì)算領(lǐng)域的競爭地位，在某種程度上越來越取決于其他國家的基礎(chǔ)研究能力、研發(fā)政策以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。各國發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)環(huán)境存在差異，因而采取的創(chuàng)新政策也大不相同。美國依靠市場力量和私營部門把大學(xué)在政府資助下取得的基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為市場上的產(chǎn)品，而歐盟和中國、韓國等新興經(jīng)濟(jì)體則更多依靠政府來制定戰(zhàn)略目標(biāo)和關(guān)鍵指標(biāo)。

　　美國、中國、韓國和歐洲的創(chuàng)新政策各不相同，但是通過政策調(diào)研和對(duì)技術(shù)的深刻認(rèn)識(shí)，可以得出一些基本的道理。第一，在科技及信息交流全球化的背景下，能夠?qū)l(fā)明和創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品并取得商業(yè)成功的，不見得總是發(fā)明者。發(fā)明和創(chuàng)意能否被成功商業(yè)化，這取決于國家或地區(qū)的創(chuàng)新政策和創(chuàng)業(yè)環(huán)境。第二，半導(dǎo)體制造設(shè)施的成本呈指數(shù)級(jí)上升，中小企業(yè)力所不及，大型跨國公司、國家政府才具投資實(shí)力。第三，不能保證美國能在新興計(jì)算領(lǐng)域再現(xiàn)傳統(tǒng)的統(tǒng)治地位。為提供新的功能特性，并提高計(jì)算性能，需通過并行計(jì)算實(shí)施體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和軟件創(chuàng)新，這為改變先進(jìn)計(jì)算的世界創(chuàng)新格局提供了機(jī)會(huì)。第四，各國政策決策者均將信息技術(shù)，尤其是消費(fèi)領(lǐng)域的計(jì)算技術(shù)，視為使當(dāng)?shù)睾偷貐^(qū)受益的主要經(jīng)濟(jì)力量。他們投資未來，期望成功，但哪種創(chuàng)新政策最有成效還很難預(yù)測。

　　如今新設(shè)備和新服務(wù)不斷涌現(xiàn)，改變著先進(jìn)計(jì)算格局。全球?qū)π畔⒓夹g(shù)主導(dǎo)權(quán)的激烈競爭已經(jīng)拉開帷幕，全球價(jià)值鏈纏繞交叉，沒有哪個(gè)國家、哪個(gè)地區(qū)或哪家公司會(huì)收獲全部經(jīng)濟(jì)利益，但是隨著技術(shù)更替，總會(huì)有贏家和輸家。

　　全球先進(jìn)計(jì)算格局變化對(duì)美國家安全的重要影響

　　美國國家研究理事會(huì)的報(bào)告強(qiáng)調(diào)，美國當(dāng)前在先進(jìn)計(jì)算軟硬件能力上享有技術(shù)優(yōu)勢，但優(yōu)勢差距正在縮小，因?yàn)槠渌?jīng)濟(jì)大國，如中國，正全力發(fā)展自己本土的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力，同時(shí)這種能力與軟件開發(fā)活動(dòng)也日益分布在全球各地。要取得市場成功，卓越的技術(shù)只是一方面，供應(yīng)商、消費(fèi)者、市場規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)也是重要的決定因素。

　　日益激烈的全球競爭將影響全球供應(yīng)鏈，將改變在市場競爭中生存下來的企業(yè)的數(shù)量和類型。傳統(tǒng)硅芯片的性能提高放緩、智能移動(dòng)設(shè)備的興起和云計(jì)算服務(wù)使格局變化更為復(fù)雜。報(bào)告指出，全球先進(jìn)計(jì)算格局的如下新變化將對(duì)美國國家安全產(chǎn)生重要影響。

　　第一，并行計(jì)算。美國國家安全一直依賴其信息技術(shù)優(yōu)勢。面對(duì)向并行計(jì)算的巨大轉(zhuǎn)變，美國軍用信息通信技術(shù)需要有效運(yùn)用新的并行軟件和硬件，使工具、技術(shù)和工藝能滿足國防需求。這種轉(zhuǎn)變對(duì)軍方和業(yè)界均非易事，而且計(jì)算機(jī)性能的增長速度繼續(xù)放緩，將使其他國家，包括對(duì)手，更容易趕上美國。

　　第二，定制產(chǎn)品減少。能夠?yàn)閲啦块T制造定制產(chǎn)品的專業(yè)公司數(shù)量減少，也事關(guān)國家安全。盡管一些商用成品廣泛用于國防設(shè)備，但也有許多專業(yè)部件和產(chǎn)品不是商用產(chǎn)品。先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)施成本高企，使企業(yè)響應(yīng)國防產(chǎn)品生產(chǎn)需求的積極性降低，而且設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向少數(shù)企業(yè)巨頭集中可能會(huì)顯著增加成本。

　　第三，軍民兩用技術(shù)加速融合。商業(yè)市場競爭激烈，技術(shù)進(jìn)步迅猛，而且成本效益高，這促使軍民兩用技術(shù)加速融合。與此同時(shí)，美國國防部門對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響已經(jīng)減弱。這種融合趨勢會(huì)讓對(duì)手更有可能縮小與美國的技術(shù)差距。

　　第四，后個(gè)人電腦時(shí)代的興起。信息通訊技術(shù)消費(fèi)的大眾化推動(dòng)了后個(gè)人電腦時(shí)代的興起。在后個(gè)人電腦時(shí)代，智能手機(jī)、平板電腦、云計(jì)算等商業(yè)技術(shù)成為時(shí)代標(biāo)志。廉價(jià)入網(wǎng)設(shè)備的普及和大量的云數(shù)據(jù)中心催生了大數(shù)據(jù)分析方法，傳統(tǒng)計(jì)算觀念受到挑戰(zhàn)。價(jià)值天平由孤立的設(shè)備和軟件向整合設(shè)備、數(shù)據(jù)和服務(wù)的系統(tǒng)能力傾斜。在當(dāng)前由消費(fèi)者驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)世界，數(shù)據(jù)無處不在、易于獲取，這對(duì)美國軍界的信息優(yōu)勢、信息保密和信息安全等觀念產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

　　第五，市場驅(qū)動(dòng)與創(chuàng)新中心的轉(zhuǎn)移。國外市場比美國市場更大，可能更有利可圖，而且長期增長前景更佳，這對(duì)美國引領(lǐng)技術(shù)方向的能力有重大影響，因?yàn)槿蛏虡I(yè)重心的轉(zhuǎn)移可能會(huì)導(dǎo)致全球研發(fā)中心的轉(zhuǎn)移。