智能化不是潮流是革命

电子信息产业界普遍认为智能时代已经到来——以智能手机为代表的便携式智能装置的发展带动人类社会进入了智能时代。为什么智能时代在今天到来?其实最常见、带有很大普及性的智能装置是PC，为何它没有促成智能时代的到来?是什么促成了智能时代的到来?未来可能为我们的生活带来哪些改变?近日，由中国三星电子全程赞助的前沿技术交流论坛“清华信息大讲堂——三星论坛”在清华大学信息科学技术学院正式启动。作为这一前沿技术论坛的开坛活动，中国三星CTO、中国三星通信研究院院长王彤，清华大学信息学院副院长牛志升教授和清华师生一起分享了一场主题为“技术创新引领智能时代的持续发展”的前沿报告，报告正是围绕上述问题展开。通过报告大家认识到，硬件、软件、应用三个方面的综合发展促使了智能时代的到来，而同时，这些变化还在继续，将以更快的速度在未来几年显现，改变人们的生活。
芯片：十六核、512G、多模皆有可能
嵌入式芯片将进一步走向高精尖，未来一个新生企业要想在半导体领域崛起会越来越难。
芯片、屏幕、电池……在一个终端各层面的硬件中，对智能终端而言最重要的是芯片。“智能生活的到来是因为芯片，未来更美好的智能生活还是要通过芯片的发展来实现。”中国三星CTO、中国三星通信研究院院长王彤表示。
在处理器芯片方面，现在，一部手机已经具有5年前不能想象的处理能力。在高时钟频率方面，ARM CortexA15的主频已经可以到2.4GHz，甚至马上可以有3G主频。从台式计算机发展看，目前主频基本维持在4GHz，那么手机的处理器主频有可能比PC还高么?从该场论坛师生的讨论结果看，在目前技术背景下，由于手机尺寸受限，主频大幅度提升已经没有可能，因为提高主频同时功耗会急剧上升，4G主频会有相当高的耗电。
提高处理能力的另一个手段是采取多核，业界正致力于研究更多CPU和GPU的协同处理。在CPU方面，如今四核手机处理器已经涌现，八核已在日程之上，或许十六核也为时不远。大家一致认为，尽管非常不容易，但业界仍在努力提升CPU的处理能力，多核的协同处理是发展方向。在GPU方面，GPU设计可以支持多路并行处理，已经有支持十二、十六核的GPU，据介绍，未来做几十个、几百个GPU协同处理都有可能。
在存储器方面，移动终端领域在非常短的时间内就经历了从64G到128G的跨越，但是这一提升还在继续。据了解，512G的记忆体芯片也已经排上议事日程。“一个嵌入式芯片可以装下一个图书馆的数据，如果有这样好的存储能力，很多事情无需联网，在本地就可以调用，或许可以不需要对通信手段提出那么高的要求。”牛志升教授表示。
当然还有基带芯片的多模趋势。高通已经有能力推出支持2G(GSM)、全3G(CDMA EVDO、WCDMA、TD-SCDMA)和全LTE(TD-LTE、LTE FDD)的六模芯片，这颗芯片可以从理论上保证全球手机只用一颗芯片，也说明，通信网络技术的“世界大同”是有可能的。
上述芯片能力的实现，最根本的是硬件集成度的提高。几年前45纳米工艺还是新鲜事物，现在22纳米已经普遍应用，英特尔研究人员前不久还表示他们已经破解了10纳米芯片制造的技术难题，预计10纳米技术在未来5年内就会实现。但是到了10纳米还能再往下走吗?将会有哪些技术挑战?尽管与会师生认同技术的发展往往超乎人类的想象，但大家认为，没有多年技术和工艺的积累，将很难胜任未来的演进，未来一个新生企业要想在半导体领域崛起应该会越来越难。
网络：5G时代可以做到始终G级速率
如何提升数据通道的传输能力是通信网永远的追求，在没有更好的频率资源的情况下，只能靠技术解决问题。
通信网络是智能生活的重要基础设施。在目前我国的HSPA网络下，可以做到下行21Mbps传输速率，但实际上分配给每个用户的常常只有1～2Mbps，在移动情况下，或小区边缘，低到几十Kbps甚至几Kbps也是正常的。“不断提高数据通道的传输速率，是通信网永远要追求的;另外，加大基站的覆盖，增加移动设备所接收的能量，也是通信网将一直追求的。”王彤表示。
3G即将被跨越，后3G时代即将来临，到了LTE时代，上下行传输速率最大可以达到50Mbps和100Mbps，而到了LTE-Advanced阶段，则可以达到500Mbps和1Gbps，但是，这样的速率还是不能满足实际需求。“因为这不过是一个基站的速率，而一个基站能够为其覆盖用户提供的带宽仍然是很小的数字。即便这个数字不算小，要下载一张蓝光DVD里的内容也仍然显得小，更何况由于拥有了更先进的智能装置，这些智能装置将触发更多和互联网的联系。”王彤说。
因此，全世界运营商都在讨论未来如何增加带宽，如何提升数据通道的传输能力，但在这一根本追求下，还有很多未曾遇到过的难题。“我们已经没有好的频率了，800MHz、900MHz这样好的低频已经用完，1.8GHz、1.9GHz已经用完，2.3GHz、2.6GHz现在刚刚用完，后面该怎样?越高的频率就没有那么好的覆盖，不支持那么好的移动性。但尽管是不太好的频段，也都是不可再生的资源，必须通过更高超的技术来解决这个问题。”王彤表示。会上介绍了几种未来有可能解决一定问题的技术方案及各自所面临的问题。
载波聚合。针对已经找到的可以利用但还比较零散的频率，可以采用载波聚合的方式。通过聚合5个20M带宽的载波来实现将LTE的20M系统带宽提升到100M，从而有效提升上下行峰值速率。这是在未来第五代移动通信应用的时候主要应用的技术。
增强的MIMO技术。MIMO技术也就是智能天线技术，目前其实已得到普遍使用。在LTE-A中，实现了对LTE的下行4×4的MIMO的增强，实现了下行8×8的MIMO和上行4×4MIMO，从而进一步提升了上下行峰值速率。但会上也指出，MIMO还能再往下发展吗?还可以做20×20吗?可以做100个战略天线放在一起吗?应该说，不是没有可能但不是容易的事。
异构网干扰协调技术。“以前在通信网里面尽量回避干扰，但是在采用智能天线的时候，要尽量使用干扰。通过增加Pico基站和Femto基站的部署并采用增强邻小区干扰删除技术有效提升系统的容量，从而提高频谱效率。”王彤表示，“以前都是靠宏基站承载语音或者数据，以后宏波网和微波网可能变成两个网络，来保证通信和变化。”[!--empirenews.page--]
中继技术。“大家总是知道在小区的中心有更高的能量、更好的接收效果、更好的通话质量和更高的带宽，但是到了小区边缘，在两个小区边缘临界的时候，总是有各种困难，所以采用中继的方式，能够使两个小区，或者在任何一个小区远端的边缘可以解决增益的问题。”王彤表示。
据介绍，到了5G时代，在移动的情况下，可以达到下行50Gbps速率，而在移动过程中，仍能有5Gbps的数据传输速率，这样用户平均下来，“可以保证1Gbps无处不在”。
软件：应用将与操作系统无关
HTML5可以让应用开发脱离操作系统，未来不排除由内容开发者来引领社会和市场的变化。
标志智能时代到来的一个直观条件就是软件的崛起。经过20多年的积累，Linux厚积薄发，支撑起了今天Android(安卓)和iOS的巨大成功。王彤表示，操作系统带来的最大变化就是与硬件的匹配度越来越高，因为操作系统的底层和硬件的适配非常好，导致手机的开发周期从以前的超过1年缩短到现在的4个月。同时，操作系统本身也在发展，从最初的版本到现在的4.2版本，安卓系统自身发生了非常大的变化。大家一致认为，智能终端的发展已经快跳过了仅仅是浏览的过程，马上要进入下一个阶段。
智能手机通过提供开放API和开发工具，让开发者、第三方能很方便地开发应用，同时也便于手机使用者下载。无论是付费应用，还是以免费但加载广告的方式，广阔的移动互联应用前景大大鼓舞了第三方应用开发商的积极性，目前全球移动应用数量在以半年新增10万个的幅度增加，安卓的应用数则已经后来居上，超过了iOS。
不过，随着HTML5的出现，这种按照操作系统设计应用的局面即将改变。“现在开发者要针对不同的操作系统开发不同的应用软件。但在今后应用很有可能跟操作系统无关，HTML5可以让应用开发脱离操作系统，所以未来不排除由内容开发者来引领社会和市场的变化。”王彤表示。由于硬件能力的增加，由于软件技术的发展，终端末梢的所有积极性都会被开发出来，加速智能生活渗透到生活的每一个领域中。
智能手机在承载移动互联网应用的同时，也改变了用户对于手机的使用方式。“10年前智能手机概念刚起来的时候，业界总是将PC体验迁移过来以想象智能手机，现在来看，智能手机不是简单的应用和浏览，智能手机的用户体验绝不仅是PC的简单复制，现在甚至已经超越了PC。”王彤表示。
基于智能手机的移动性和便携性，社区类、位置类、支付类应用在未来的应用前景被普遍看好，同时，远程医疗、远程教育等远程服务手段将会随着网络和终端能力的提升而获得进一步应用。
“智能化革命不是单纯的潮流，而是继互联网革命之后的另一场革命。”王彤表示。