《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

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 ..........................  446.1　AI算力激增与新能源波动性挑战 .......................................................   446.2　EFLM解决算力与多能电源时空耦合问题 ...........................................   466.3　AI驱动构建EFLM“动态优化大脑” .....................................................   496.4　能算结合实现AI可持续发展 ..............................................................   50参考文献   .....................................................................................  52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1第一章生成式变结构计算近年来，人工智能推动领域专用计算体系结构迅速发展。受应用任务变化、制程工艺进步及设计思想演进等因素推动，计算系统设计不断发展，但现有体系架构如通用计算、专用集成电路、异构计算和可重构计算等均存在一定缺陷。为解决这些问题，通过动态重构硬件资源与计算任务的映射关系，以“结构内生多样性”应对“应用变化多样性”，推动计算系统从“固定架构适配任务”向“动态架构响应需求