人工智能与先进计算融合 创新关键技术与基础支撑体系研究蓝皮书

主编单位复旦大学清华大学北京大学浙江大学天津大学中国科学技术大学国防科技大学华中科技大学信息工程大学国家数字交换系统工程技术研究中心 (NDSC)嵩山实验室中国科学院半导体研究所中国科学院计算技术研究所中国科学院微电子研究所中国电科智能科技研究院中国电科三十二研究所中国电科五十八研究所中国电子信息产业集团有限公司江苏长电科技股份有限公司华进半导体封装先导技术研发中心飞腾信息技术有限公司长电集成电路 (绍兴) 有限公司先进计算与关键软件 (信创) 海河实验室人工智能与先进计算融合 创新关键技术与基础支撑体系研究共同编写单位版权声明本蓝皮书版权属于编写发布单位，并受法律保护。转载、摘编或通过其他方式使用本蓝皮书文字或者观点应注明“来源：人工智能与先进计算融合创新学术会议暨中国工程院工程科技学术研讨会“生成式变结构计算与高效能先进计算新路径研究”，人工智能与先进计算融合创新关键技术与基础支撑体系研究蓝皮书，2025年8月”。违反上述声明者，版权方将追究其相关法律责任。编委会主任邬江兴编委会（按姓氏笔划排序）马凯学　　叶　乐　　石宣化　　刘勤让　　李　涛　　汪志强吴华强　　张　帆　　金　海　　明雪飞　　窦　强　　梁新夫韩银和　　薛向阳　　邹　宏编写人员（按姓氏笔划排序）王钧彝　　王　颖　　王　刚　　冯　枫　　冯　丹　　朱丹江刘　强　　刘丰满　　许志伟　　祁晓峰　　余　杰　　余新胜吴庆波　　张庆东　　陈　艇　　陈　曦　　范　旺　　尚玉婷胡　杨　　胡宇翔　　胡小燕　　贺　明　　赵豪兵　　查雨立夏于桐　　郭国平　　郭　威　　高彦钊　　曹　伟　　梁新夫彭　聪　　廖小飞　　潘　纲人工智能与先进计算融合创新关键技术 与基础支撑体系研究当前，人工智能与先进计算的融合创新正迎来关键历史机遇——国家深入推进“人工智能+”行动、加速人工智能规模化商业化应用，巨量场景对算力提出“高智能、低时延、零信任”的极致需求。达成这一需求，亟须突破传统计算困局。晶上生成式变结构计算为人工智能与先进计算 (AI2AC) 融合创新提供了全新路径。在关键技术层面，晶上生成式变结构计算通过动态重构硬件资源与任务的映射关系，以“结构内生多样性”化解“应用需求多样性”矛盾；软件定义互连打破协议与拓扑的刚性约束，构建“协议可编程、带宽可定义”的柔性连接网络；晶圆级封装 (SDSoW) 突破单一制程限制，在28nm工艺下实现算力密度较传统方案提升3个数量级，为变结构计算提供高密度物理基座。在支撑体系层面，超融合算力网络环境为大规模算力优化提供了关键支撑；AI计算内生安全通过化解大模型对抗攻击、数据投毒等未知风险，实现安全与效能的协同演进；算能一体化通过新能源波动性与算力负载的精准匹配，大幅提升绿电利用率，为算力基础设施注入可持续动能。人工智能与先进计算的深度融合，将推动计算范式从“工具赋能”向“体系重构”跃迁，最终实现“智能驱动决策、安全融入基因、能效突破极限”的终极目标，为全球数字经济打造高可靠、高可信、高效能的智能底座。CO N T E N TS目录第一章  生成式变结构计算 ........................................................ 11.1　生成式变结构计算的架构设计 ..........................................................  11.2　领域专用基础算核库生成 ..................................................................  31.3　全栈式软件工具链设计 .....................................................................  5第二章  软件定义互连 ............................................................... 82.1　软件定义互连 (SDI) 概述 ...................................................................  82.2　SDI改变刚性计算结构瓶颈 ................................................................   112.3　生成式复杂网络的构建方法 ..............................................................   122.4　SDI与变结构计算的协同演进 ............................................................   14第三章  晶圆级封装与物理实现 .................................................  163.1　先进封装进展 ....................................................................................   163.2　生成式结构计算的工程物理特征 .......................................................   19第四章  超融合算力网络环境 ....................................................  224.1　算力网络发展面临的挑战 ..................................................................   224.2　超融合算力网络环境概述 ..................................................................   254.3　超融合算力网络环境的关键技术 .......................................................   284.4　发展愿景展望 ....................................................................................   31第五章  AI计算应用系统内生安全 .............................................  345.1　内生安全：先进计算范式的“免疫基因” .............................................   345.2　AI驱动：内生安全架构的“智能进化引擎” ...........................................   365.3　安全筑基：AI可信应用的“保障体系”..................................................   39第六章  智能调度高效柔性负荷微网能源系统