當前，我國新基建如火如荼，數據中心、云計算、高性能計算、無線基站等信息基礎設施建設，都要求實時高效地完成多種異構協(xié)議之間的融合互連。但在交換與互連方向上是一大技術難點。
國家數字交換系統(tǒng)工程技術研究中心(NDSC)鄔江興院士團隊，歷經十余年刻苦攻關，原創(chuàng)提出的解決硬件可軟件定義的軟件定義互連技術，成為信息設備“結構適應應用”“結構決定效能、功能、安全”的核心支撐技術。
專家預計，該技術將在互聯網產業(yè)鏈、價值鏈乃至與網絡深度融合的實體經濟上下游中，產生巨大帶動作用，其市場規(guī)模可達千億元數量級，未來將有30年的產業(yè)榮景。
軟件定義互連技術運用是大勢所趨——行業(yè)應用需求前景廣闊
鄔江興院士6月26日向科技日報記者介紹，軟件定義互連作為交換互連的高級形態(tài)，不僅可以實現相同協(xié)議數據的交換，也可以實現不同協(xié)議數據的交互。比如，可以使通信、人工智能、大數據等信息實現無縫對接、順暢交互，真正意義上實現了信息系統(tǒng)的譜系化、精簡化、可擴展和易維護，成為新一代信息系統(tǒng)的“核心”技術需求。
鄔江興說，從歷史發(fā)展趨勢看，軟件定義互連技術越來越成為推動新一輪技術革命的核心驅動力。它在原理上具有普適性，在技術上具有泛在性，在應用上具有自適應性，具有天然的結構增益、普適的應用領域和非對稱的戰(zhàn)略意義。
他說，軟件定義互連技術作為信息網絡體系的核心技術，被業(yè)界譽為軟件定義時代的“柔性骨骼”，是交換與互連技術及產業(yè)的未來演進形態(tài)，能從架構技術上保證信息系統(tǒng)的高效能與靈活性，具有基礎性、通用性、顛覆性和非對稱性的特點。在產業(yè)領域影響縱深長、涉及面廣，將促進軟硬件開發(fā)、網絡基礎設施建設等信息產業(yè)的升級換代。
早在2017年11月25日，國內頂尖高等院校、科研院所、企業(yè)和金融機構等單位，就自愿發(fā)起聯合成立了我國首個軟件定義互連技術與產業(yè)聯盟，旨在通過前瞻性引領性技術創(chuàng)新，帶動信息產業(yè)整體升級，服務國家現代化創(chuàng)新體系和經濟體系建設。
鄔江興院士稱，該技術是我國信息系統(tǒng)技術體系研發(fā)實現從“跟蹤仿制”到“創(chuàng)新超越”的抓手級技術。成立集產學研于一體的聯盟機構，將在世界進入智慧時代的進程中，推動我國提出信息領域“中國方案”、貢獻“中國智慧”，形成未來技術先發(fā)優(yōu)勢。
解決硬件可軟件定義的難題——思維轉換啟迪創(chuàng)新路徑
鄔江興說，萬物規(guī)律相連互通，看似不搭界的思維范疇，合理轉換后就是一把開啟科學死鎖的鑰匙。
從社會工程學看，如果說城市是生命體，那么一個城市的交通網絡就像人身體里的血管，它不是單獨的一個系統(tǒng)構成，而是由多個復雜系統(tǒng)彼此配合、協(xié)調，共同完成良性的運轉。
從生物仿生學看，人類的大腦由850億個神經元和15萬億個連接組成，我們感知外部的不同事物，就會觸發(fā)相應的神經元。人腦智能的本質就是神經元之間的可塑連接，而發(fā)達、靈活、高效、多維的可塑連接直接決定了人腦智能的水平。
從基于復雜性科學的復雜系統(tǒng)看，作為一個復雜系統(tǒng)，要支持結構的演化，核心在于必須有一個支持跨層次、多樣化和動態(tài)可變的高級互連網絡，未來的信息系統(tǒng)更加看重人機交互的智能化和控制操作的自動化，未來的網絡必然是一個復雜性系統(tǒng)，其需要的互連技術必然是連接發(fā)達、動態(tài)觸發(fā)、隨需組網、安全低耗的靈活多變互連網絡。
基于以上啟迪，經過艱苦攻關積淀，國家數字交換系統(tǒng)工程技術研究中心(NDSC)鄔江興院士團隊原創(chuàng)提出解決硬件可軟件定義的軟件定義互連技術，成為信息設備“結構適應應用”“結構決定效能、功能、安全”的核心支撐技術，并于2013年在世界首臺擬態(tài)計算機中得到工程驗證，是擬態(tài)計算機整體效能提升13.6-315倍的重要結構支撐，擬態(tài)計算機入選2013年度“中國十大科技進展”。
有別于我們熟知的軟件定義網絡、軟件定義存儲等技術，軟件定義互連技術將“重心下移”，更加關注網絡結構中的基礎物理硬件，更加關注網絡體系架構方面的核心技術。
有專家稱，軟件定義互連技術可有效破解當前剛性互連體系結構中存在的效率低下、性能受損、實時性下降等突出問題，實現硬件的可軟件定義。
互連技術成為國際競爭新焦點——全球強國紛紛搶灘部署
信息領域正在開啟綠色、智能、泛在的嶄新時代，互連技術已成為信息領域競爭的制高點。能否在互連技術和戰(zhàn)略中謀得先機，直接決定了一個國家在未來的技術競爭中能否取勝。
從世界局勢來看，世界各國都在搶先布局互連技術，美國等國家政府部門均發(fā)布了互連技術相關戰(zhàn)略或規(guī)劃，彰顯國家層面對互連技術的高度重視，國際巨頭企業(yè)也都紛紛在互連方向進行戰(zhàn)略布局。
據公開資料顯示，谷歌公司通過開源安卓平臺提出了“連接世界戰(zhàn)略”;臉譜將“網絡連接、人工智能和虛擬現實列為公司的未來戰(zhàn)略方向”;騰訊直接將公司的發(fā)展戰(zhàn)略聚焦到“做世界的連接器”;而全球最大的網絡設備公司華為更是提出了“共建美好的全聯接世界”戰(zhàn)略。
英特爾為了持續(xù)鞏固和奠定其全球CPU領域的霸主地位，2015年，斥資167億美元收購Altera(全球第二大FPGA供應商)，就是為了在CPU的馮諾依曼體系架構方面引入可重構、可編程特性，打造具有靈活、高效的馮諾依曼結構的新型體系架構，2016年，又以4.08億美元收購在電路互連方面具有顛覆創(chuàng)新的深度學習初創(chuàng)公司Nervana，未雨綢繆，以期鞏固體系架構創(chuàng)新研究方面的先發(fā)優(yōu)勢;2016年，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)在多個方向部署自適應和可重構體系架構的專題研究，并高調宣布在其“電子復興計劃”中啟動軟件定義硬件研究方向，以持續(xù)保持美國在下一代信息系統(tǒng)創(chuàng)新體系架構競爭中的領先地位。
可以預見，各類互連技術將在地面、空中、水面、水下、太空、網絡空間以及人的認知空間獲得越來越多的應用，深刻改變著信息領域智能互連的技術比重。
軟件定義互連技術提出者、中國工程院院士鄔江興表示，“連接的靈活性直接決定了信息系統(tǒng)的智能化程度，CPU、DSP等處理部件性能指標的提升，只能為系統(tǒng)的處理能力和智能化水平帶來線性的增益;而交換互連的敏捷性與吞吐量，可為信息系統(tǒng)的處理能力和智能化水平帶來非線性提升，因而意義更加重大。”
關鍵詞： 硬件可軟件定義
