2025年人工智能与先进计算融合发展路径研究蓝皮书

当下人工智能技术正加速渗透各个领域，智能计算正从辅助工具转变为核心生产力，对计算系统的性能、效能、灵活性与安全性提出了革命性需求。不同于传统计算场景的单一任务导向，AI时代的计算系统需在处理EB级数据规模、支撑万亿参数模型训练、满足毫秒级实时决策等极端场景下实现高效协同，同时兼顾边缘端的低功耗部署与云端的弹性扩展要求。然而，以冯·诺伊曼架构为代表的传统计算体系因“存储墙”“功耗墙”及指令集僵化等固有缺陷在应对AI负载时暴露出算力供给不足的底层架构局限与软硬件生态碎片化的深层矛盾。面对人工智能对算力、效能与实时性的极限挑战，全球先进计算领域正探索多元化技术路径以突破传统架构瓶颈。本书系统梳理量超智融合、光计算、图计算、存算一体、类脑与神经元计算和生成式变结构计算前沿方向，分析其技术原理、优势、瓶颈及融合潜力，为构建下一代高性能、低功耗、高可靠的智能计算体系提供参考。