廣州熱線

1900年普朗克為了克服經(jīng)典理論解釋黑體輻射規(guī)律的困難，引入了能量子概念，為量子理論奠定了基石。隨后，愛因斯坦針對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與經(jīng)典理論的矛盾，提出了光量子假說，并在固體比熱問題上成功地運(yùn)用了能量子概念，為量子理論的發(fā)展打開了局面。

我們之前提出一個(gè)宏觀視角即從熵的角度理解計(jì)算：計(jì)算可以認(rèn)為是以電能和原始數(shù)據(jù)為原材料，把無序數(shù)據(jù)變得有序和價(jià)值化的熵減行為，計(jì)算需求與能源消耗是一一對(duì)應(yīng)的。

那在微觀世界的計(jì)算行為是什么樣的呢?我們把計(jì)算分為三個(gè)主要過程，即電能傳遞、芯片計(jì)算、熱能耗散。基于量子理論，我們拓展出了新的視角：

首先，電能通過電線傳遞給芯片，這個(gè)過程是由電子來完成的，基于量子理論，實(shí)際上可以理解為環(huán)繞金屬原子的電子在能量的驅(qū)動(dòng)下從導(dǎo)線的一頭向另一頭依次發(fā)生躍遷而間接的實(shí)現(xiàn)了能量的快速傳遞。

然后，芯片利用電能完成了計(jì)算任務(wù)，這個(gè)過程中芯片的軟件算法和硬件結(jié)構(gòu)可以理解為對(duì)能源的消耗進(jìn)行編碼，按照編碼方式消耗掉電能就可以得出預(yù)先想要的一個(gè)結(jié)果。

最后，芯片完成計(jì)算后會(huì)產(chǎn)生熱，宏觀世界的表現(xiàn)是通過芯片100的電能變成99.9以上的熱能和很小一部分電磁波，而在微觀世界里就是驅(qū)動(dòng)電子不斷躍遷變化的能量由于性質(zhì)發(fā)生變化無法使金屬原子周圍的電子繼續(xù)躍遷而以熱能形式傳遞到周圍環(huán)境空氣中去。

基于量子理論和相對(duì)論，我們可以對(duì)很多早期的物理概念進(jìn)行延伸：質(zhì)量守恒就是能量守恒，各種粒子（原子、電子、光子）都是能量的不同表現(xiàn)形式，所有能量的變化都傾向于轉(zhuǎn)變成熱能而趨于穩(wěn)定。

回到宏觀世界，我們知道社會(huì)的發(fā)展本質(zhì)上都是靠能量推動(dòng)蒸汽-電力，科技的進(jìn)步本質(zhì)上就是發(fā)現(xiàn)更多的能量并提升能量的利用效率，計(jì)算和算力作為更高效的能量利用方式必將在未來社會(huì)發(fā)展中的作用越來越大。在工業(yè)革命時(shí)代伴隨著石油的發(fā)現(xiàn)和利用，在商業(yè)世界誕生了有史以來最大的巨頭——標(biāo)準(zhǔn)石油特拉斯，我們相信在未來一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)同樣的巨頭為計(jì)算提供能源服務(wù)。

當(dāng)前社會(huì)對(duì)能源的需求主要表現(xiàn)在電力、石油和熱力，這些是支撐社會(huì)正常運(yùn)行和人類正常生活的基礎(chǔ)要素，但很多人還沒有察覺的是現(xiàn)在我們對(duì)算力的需求已經(jīng)無處不在，手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等各項(xiàng)服務(wù)都是基于算力實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)算力的需求在指數(shù)級(jí)增長，這也正是我們國家提出“新基建”的重要之處。

除了不但尋找更多的能源供給例如清潔能源，能源作為一種有限稀缺資源，我們一直以來都想盡一切辦法提升使用效率，所以我們看到新技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，在計(jì)算領(lǐng)域也一樣：芯片也在不斷進(jìn)化來降低功耗比。隨著技術(shù)和成本的瓶頸，除了提升效率外，能源再利用也越來越被重視。所以我們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域看到了高品位熱的余熱利用，那在計(jì)算領(lǐng)域是否有這樣的機(jī)會(huì)?答案是肯定的!因?yàn)槿藗儗?duì)算力的需求同時(shí)，背后是對(duì)電力的大量需求并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)數(shù)量的熱量，這些熱量以往需要消耗更多的電力去散熱，現(xiàn)在我們可以把它們收集起來其滿足熱力需求，這樣既實(shí)現(xiàn)了能源的二次利用又降低了各方需求的成本。

從量子理論的視角，人們對(duì)基于電力的熱量需求本質(zhì)上就是電子的電能轉(zhuǎn)變成熱能的過程，芯片計(jì)算很有可能是實(shí)現(xiàn)這一路徑的最優(yōu)過程，因?yàn)榭梢约韧瓿捎?jì)算任務(wù)又解決芯片的散熱需求和人們的供熱需求 。

按照我們之前的能源利潤效率理論，能源利潤效率Efficiency of Energy ProfitEPE=收入-能源成本/ 時(shí)間，社會(huì)會(huì)向能源利潤效率不斷提升的方向進(jìn)化。例如，互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)將大量的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞，這樣既節(jié)約了信息傳遞的成本又縮短了傳遞時(shí)間，同時(shí)巨大的算力又可以快速處理海量的數(shù)據(jù)得到更有價(jià)值的信息，這無疑大大提升了能源利潤效率。

如果要想再進(jìn)一步提升能源利潤效率，社會(huì)該如何進(jìn)化?反觀我們現(xiàn)實(shí)生活的痛點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩方面：1. 時(shí)間和空間還是人類活動(dòng)的最大局限;2. 算力增速還是無法滿足指數(shù)級(jí)增長的計(jì)算需求。

從馬車到高鐵飛機(jī)再到宇宙飛船，人類的活動(dòng)空間和位移速度大大增加，移動(dòng)所需的時(shí)間也隨著技術(shù)的進(jìn)步被逐步縮短，但是飛機(jī)還是會(huì)晚點(diǎn)，從北京到紐約還是需要半天的時(shí)間;互聯(lián)網(wǎng)鏈接和存儲(chǔ)了世界各地海量的信息，強(qiáng)大的搜索引擎可以讓你隨時(shí)隨地知道全世界發(fā)生的幾乎所有事情，但是人與人之間和人與機(jī)器之間的信息傳遞還是需要不同的語言經(jīng)過編譯、理解轉(zhuǎn)化為對(duì)方可以理解的有效信息;超級(jí)計(jì)算機(jī)可以解決很多以往人類無法解決的難題，AlphaGo可以戰(zhàn)勝人類圍棋大師，但是還是無法計(jì)算出整個(gè)30億個(gè)堿基對(duì)組成的基因序列的內(nèi)在奧秘以及宇宙中無數(shù)恒星的演化問題;科技尤其是醫(yī)學(xué)的進(jìn)步大大延長了當(dāng)代人類的平均壽命，但是每個(gè)人還是面臨衰老和死亡，而一旦死亡，大腦中所有的信息和意識(shí)將無法存儲(chǔ)和延續(xù)。

從生物學(xué)角度，人類大腦的處理流程與計(jì)算機(jī)類似，是一個(gè)由不同的信號(hào)視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺輸入大腦，按照不同的編譯程序邏輯思維處理，并將結(jié)果輸出的過程，這個(gè)處理的過程可以用儀器檢測(cè)到不同電信號(hào)的變化;同樣，一個(gè)小小的DNA儲(chǔ)存了海量的生物信息，在足夠能量的支持下可以最終編譯表達(dá)出一個(gè)完整的具有意識(shí)的人類個(gè)體。正如電影《超驗(yàn)駭客》中的劇情一樣，我們不禁聯(lián)想，如果有足夠的強(qiáng)的算力和足夠先進(jìn)的腦機(jī)接口技術(shù)，人類是否就可以將意識(shí)轉(zhuǎn)移，以此突破了碳基生命的時(shí)間和空間邊界，基于更加強(qiáng)大的算力在硅基世界無限暢游?

回到當(dāng)下，我們要思考的是，即使這樣的平行世界終有一天可以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，那么推動(dòng)它實(shí)現(xiàn)的必備要素有哪些?我們認(rèn)為，無論是現(xiàn)實(shí)世界的進(jìn)一步進(jìn)化，還是平行世界的最終實(shí)現(xiàn)，都有三個(gè)最基礎(chǔ)的必備要素：

1.算力

隨著時(shí)間的推移，我們將會(huì)不斷產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù)，需要越來越強(qiáng)大的算力來處理這些數(shù)據(jù)并產(chǎn)生更有價(jià)值的信息。算力正在實(shí)現(xiàn)全方位的傳統(tǒng)替代：信息的處理手工到計(jì)算機(jī)，信息的傳遞車馬到網(wǎng)絡(luò)，價(jià)值的傳遞黃金法幣到數(shù)字資產(chǎn)，強(qiáng)大的算力可以在相同時(shí)間內(nèi)處理更大數(shù)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)降低處理相同數(shù)量數(shù)據(jù)所消耗的時(shí)間和能量。算力強(qiáng)大到一定程度，可以瞬間模擬出整個(gè)地球的全部細(xì)節(jié)，小到其中某一戶居民窗臺(tái)的一?；覊m，并可以計(jì)算出全部可能的變化方向包括這粒灰塵應(yīng)該飄落的地方。

算力是基于電力和熱力的，芯片和其所集成的算法就像是一種編譯過的能量使用說明，利用電力將數(shù)據(jù)按照設(shè)定好的方式處理并反饋結(jié)果，同時(shí)電能也被全部轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到空氣中。

2.電力

電力清潔可持續(xù)、易存儲(chǔ)易傳輸、高能量密度的特性，使其成為應(yīng)用前景最廣的二次能源。從互聯(lián)網(wǎng)信息的傳遞，到電動(dòng)汽車和機(jī)械手臂，電力既是數(shù)字世界的源動(dòng)力，也在逐步成為現(xiàn)實(shí)世界的核心驅(qū)動(dòng)力。全世界都在集中力量推動(dòng)清潔發(fā)電和電能替代的全面普及，光伏電、風(fēng)電、水電作為清潔可持續(xù)的發(fā)電方式，將會(huì)逐步成為發(fā)電的主要途徑。

按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，電力將成為最核心的終端消費(fèi)能源，同時(shí)作為算力的基礎(chǔ)，不斷增長的算力一定要消耗更多的電力，因此電力生產(chǎn)消費(fèi)相關(guān)的每個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)電、輸電、儲(chǔ)電、耗電都有很大空間進(jìn)一步優(yōu)化。

3.熱力

熱力學(xué)定理延伸開，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)人類自始至終都在解決熱力的問題：人類從食物中汲取碳水化合物，在體內(nèi)分解為能量維持生命的延續(xù);遠(yuǎn)古時(shí)期通過火的加熱讓蛋白質(zhì)更容易消化吸收，推動(dòng)原始人類智力的提升;生物的生存需要取暖和熱水，熱力的使用擴(kuò)展了生物在寒冷地帶的生存邊界，農(nóng)作物冬天可以在暖棚中繼續(xù)生長，人類甚至可以在接近于絕對(duì)零度的宇宙空間翱翔;火力發(fā)電是利用燃料產(chǎn)生的熱量推動(dòng)渦輪的旋轉(zhuǎn)，但還面臨著機(jī)組冷卻的嚴(yán)峻問題;電力傳輸要盡可能地減少阻力，電阻過大將會(huì)導(dǎo)致電力傳輸中轉(zhuǎn)變成大量的熱，既是電力的浪費(fèi)又造成火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn);芯片計(jì)算產(chǎn)生的大量熱量，需要快速的散掉以保證芯片能夠繼續(xù)穩(wěn)定工作。

更高效的散熱方式和更低成本的熱量供給，將會(huì)繼續(xù)貫穿人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，也是能源利潤效率提升的必由之路。

我們SAI賽熱科技基于這樣的理念，不斷進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和商業(yè)探索，推出了我們的產(chǎn)品SAI算能中心，基于芯片能源科技降低算力、熱力、電力三大核心成本。SAI算能中心可以實(shí)現(xiàn)算力、熱力、電力的三網(wǎng)聯(lián)供并組成一張大的算能網(wǎng)，分布在城市各個(gè)區(qū)域和全球各個(gè)地方。相信通過我們的不斷努力，我們能夠通過SAI算能中心為更多的人降低算力、電力、熱力成本，為社會(huì)創(chuàng)造更多價(jià)值。期待未來科技的進(jìn)步，人類可以在算力、電力、熱力方面實(shí)現(xiàn)巨大飛躍，讓每個(gè)人都能使用到更加清潔實(shí)惠的算力、電力和熱力資源，并基于此能夠真正有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)更加完美優(yōu)越的平行世界。