《非冯诺依曼网络计算体系》高端理论专著隆重预发布

2020年12月21日

2020年12月15日，由国家级特聘专家、清华海峡研究院智能网络计算实验室主任、中国云体系联盟秘书长沈寓实博士牵头撰写的《非冯诺依曼网络计算体系》一书，在2020数字生态领袖论坛暨第十三届信息主管年会上举办了隆重的新书预发布会。该书是国内首部系统论述基于非冯诺依曼架构的新一代网络计算体系的高端科普性理论专著，获得了行业内领导专家的高度重视和广泛关注。中国工程院院士沈昌祥、中国电子信息联合会专家委员会主任董云庭、北京安全防范行业协会理事长单志刚、中国安防产品行业协会原副理事长兼秘书长靳秀凤等领导专家出席会议，并一同启动了新书预发布仪式。中国工程院院士倪光南在会上做视频致辞，沈寓实博士发表了题为“下一代网络计算体系”的特邀演讲。

人类已经步入数字经济时代，正由消费互联网向产业互联网、工业互联网转型，从弱人工智能向强人工智能、通用人工智能演进，从内容数字化向物理世界数字化、生物世界数字化发展。一系列的新场景、新需求，对信息基础设施底座提出了大算力、低延时、高智能的新要求，然而支撑网络信息旧世界发展的摩尔定律、冯诺依曼架构和香农定理都已逼近极限。如何突破传统计算架构和网络体系的束缚，打造满足网络信息新世界要求的基础设施，受到政产学研各界的空前关注。微软、谷歌、IBM、阿里等科技巨头纷纷布局下一代网络计算体系。清华大学校长邱勇在今年的清华大学109年校庆致辞中明确提到，清华正以自强不息的精神全力突破冯诺依曼架构下的算力瓶颈，并且将勇往直前，投入更多精力和资源研究非冯诺依曼体系架构。今年年初，阿里达摩院发布了《2020十大科技趋势》，将“计算存储一体化突破AI算力瓶颈”列为重大趋势之一。今年,科技部表示要进一步加大前沿技术研发和关键核心技术的攻关支持力度，先进计算、核心软件、宽带通信等均在支持之列。我国的先进计算水平比国际领先水平相差较大，我们应更多采取“以软补硬”的技术路线，从计算通信融合、计算存储融合、计算体系架构设计等角度，打造智能时代的算力基础设施。 早在2012年，沈寓实博士就与高汉中先生联合撰写了《云时代的信息技术：资源丰盛条件下的计算机和网络新世界》一书，站在计算、存储和网络三大基础性IT资源已经丰盛的角度，从计算、通信以及互联网架构的起点，重新构思并布局新型网络和计算体系，提出了“大一统互联网和云端信息中枢”的概念。当时沈寓实博士就深刻指出：随着数据资源的不断爆炸和摩尔定律的逐年放缓，冯诺依曼结构必将遭遇瓶颈，算力问题将是未来数字信息世界发展的“拦路虎”。对此，美国艺术与科学学院院士张亚勤和中国工程院院士李乐民深以为然，他们在为该书作序时都明确表示：云计算已经成为美欧等发达国家和中国都高度关注的信息产业，但其面临的算力、网络时延和安全性问题都是明显的阻碍，必须从计算架构层面予以解决，才能真正抵达我们理想中的数字时代。

近十余年，沈寓实博士及其团队一直积极探索如何突破冯诺依曼瓶颈和传统互联网协议局限，将计算、网络、存储三大资源融合起来，打造基于非冯诺依曼网络计算的通用人工智能体系，解决大算力、低延时、高可靠、异构融合等需求。十年磨一剑，《非冯诺依曼网络计算体系》厚积薄发，应时而生。书中深入分析了从计算机时代、互联网时代、移动互联网时代、到云时代、人工智能时代以及价值互联网时代的总体构架和演变趋势，系统论述了计算、网络与存储三大资源底层深度融合的整体性和不可分割性，即未来信息领域的问题绝不可能从单一的角度得到解决，计算与通信、存储融合是必由之路。非冯诺依曼网络计算体系面向的是整个信息产业的未来生态，是对计算机架构、大数据存储、宽带网络、网络安全等领域的结构性重组，以流水线模式消除硬件边界、以面向连接的思路提升网络效率、以主动免疫的思想保障网络安全，重新定义了人工智能时代信息产业的运作模式，是开启网络空间供给侧改革的核心。其理论突破和产业化落地，将成为夯实我国信息产业自主可控的关键性基础。

《非冯诺依曼网络计算体系》在谋划和撰写成书的过程中，得到了第十二届全国政协教科文卫体委员会主任、国务院发展研究中心原主任张玉台，公安部原副部长、国家网信办原副主任陈智敏，原国家信息化领导小组办公室副主任、住建部原副部长陈大卫，科技日报社原社长、国际欧亚科学院院士张景安，中共中央宣传部原秘书长官景辉，科技部原秘书长、原国务院参事石定环等领导，以及孙家广、方滨兴、沈昌祥、张亚勤、倪光南、刘韵洁、邬江兴、林垂宙、解思深、李乐民、陈国良、郑纬民、赵春江、邓中翰、任福继等十数位中国工程院、科学院两院院士和国际院士的关注指导和大力支持。

张玉台主任曾多次与沈寓实博士深入交谈，并在为该书题写的序言中指出：基础理论研究是推进科学发展的基石，是创新发明的摇篮。扎实的基础理论最擅长的就是把复杂的问题简单化，抓住本质，实现创新。就像非冯诺依曼网络计算体系，独辟新径，从计算架构变化的角度来解决困扰行业多年的芯片和软件瓶颈问题。陈智敏副部长也表示，新一轮科技革命正在猛烈冲击工业时代建立的政治经济社会制度、意识形态、价值观念、国际格局。非冯诺依曼网络计算架构是新一轮科技浪潮中我国自主创新的核心技术，将极大夯实我国在国际科技竞争中的地位。

在12月15日的预发布会上，中国工程院院士倪光南通过视频发表了题为“把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”的致辞，他表示：科技领域的自立自强，应该努力重塑新的中国科技生态，全面加大科技创新和对进口的替代，增强原始创新，真正掌握核心技术。倪光南院士在为《非冯诺依曼网络计算体系》一书题写的序言中更进一步指出：非冯诺依曼网络计算体系跳出“Win-Tel”体系的束缚，以一种全新的架构解决或规避了困扰计算机产业发展的诸多问题，是一个兼具完整性和革命性的突破和创新，更是核心技术完全自主安全可控的“中国成果”，将助力中国在全球科技竞争格局中站稳脚跟。

中国工程院院士沈昌祥在会上发表了“开创新基建网络安全主动免疫新生态”主题演讲，他指出：在“新基建”的时代背景下，外部威胁与攻击成为网络安全领域的首要课题，开创新基建网络安全主动免疫新生态势在必行；未来，以可信、可控、可管为目的构建大数据等级保护体系框架将逐渐走向成熟，主动免疫机制的发挥空间非常广阔。沈昌祥院士在为《非冯诺依曼网络计算体系》题写的序言中也提到：奇思妙想就是创新，本书创造性的提出了融合计算、存储和通信为一体的网络计算体系，在提升算力的同时弥补了冯诺依曼结构的安全性缺失，通过面向连接的定向数据通信来保证网络安全，是极具建设性的构想和创新；非冯诺依曼网络计算体系是具有自主安全能力的计算架构，有望为我国数字经济发展和网络安全建设带来新一轮的探索和突破。

预发布仪式上，沈寓实博士详尽阐述了新书的理论核心、研究思路及在新一代科技革命浪潮中的重要意义。他指出：人类发展的总趋势遵循“否定之否定”的哲学规律，不是直线式前进而是螺旋式上升的，其发展的动力源于理论突破和实践应用的长期互动和创新；这又是一个由量变到质变、再由质变飞跃开启新的量变的反复交迭的过程，是总体前进性与过程曲折性的辩证统一。冯诺依曼计算是图灵机的一种实现形式，非冯诺依曼网络计算在本质上是技术的创新和发展，是随着大数据和人工智能、虚拟现实和混合现实、以及区块链和价值网络等为代表的新时代的到来，所应运而生的新的体系构架。非冯诺依曼网络计算体系是传统基础理论的突破和扬弃，也是计算机和网络的工程技术和产业结构的革新和颠覆。

新书预发布环节，中国工程院院士沈昌祥、中国电子信息行业联合会专委会主任董云庭、北京安防行业协会理事长单志刚、中国安防产品行业协会原副理事长兼秘书长靳秀凤一同上台，与沈寓实博士共同按下启动按钮，郑重开启新书预发布仪式。同时，新书的联合作者飞诺门阵CEO汝聪翀、COO王卓然、执行VP马传军、CTO姚正斌共同为新书揭幕，宣布《非冯诺依曼网络计算体系》即将震撼面世！到场的近千位来自清华大学、北京大学、中国政法大学、赛迪研究院、中国安防协会、中国云体系联盟等机构和众多高科技公司的代表，纷纷对新书预发布表示热烈祝贺，同时对新书的正式出版表示高度期待。

会上，沈寓实博士还应邀作了题为“下一代网络计算体系”的主题演讲，他十分感慨的表示：过去十年间，网络信息技术领域发生了重大变化，摩尔定律逐年放缓、冯诺依曼遭遇瓶颈，云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术正在重塑世界，引发了新一轮技术革命和社会变革。目前各国均在部署先进计算与系统软件创新战略计划：美国发布国家创新计划引领未来计算、欧盟成立大数据价值联盟探讨新型计算、日本国家理化研究所发布长期计划挖掘计算效率。中国要掌握网络空间主动权、保证网络空间安全，必须明确战略目标与发展思路：开辟新型计算系统结构及其核心软件的“新赛道”；研发具有可自持、可制衡、可博弈能力的知识产权；打造一批技术先进、自主可控安全的技术与产品；构筑我国在非冯诺依曼体系结构与新型计算技术方面的竞争新优势。

清华大学智能产业研究院（AIR）院长、美国艺术与科学学院院士张亚勤也是下一代计算和通信架构的长期关注者，早在2012年就为沈寓实博士的《云时代的信息技术》一书作序。他当时提到，云计算等重大科技变革正推动社会发展，只有站在历史的角度做出极具前瞻性的战略部署和突破创新，才能把握住跨越式发展的良机。时隔8年，张亚勤博士再次为《非冯诺依曼网络计算体系》作序，表示十分欣喜看到新书进一步完善了前书中的设计理论，直面深度学习和5G边缘计算对计算架构的新要求，提出了一套可实践的非冯诺依曼网络计算体系，对人工智能时代计算与网络新架构的探索突破大有助益。张亚勤博士近期在中国计算机大会的特邀报告中也指出，智能产业的发展需要突破已逼近极限的三大定律，即摩尔定律、香农定律和冯诺依曼架构，定义新范式、打造新模态，从而推动计算和通信融合发展！

中国工程院院士邬江兴是另一位长期探索非冯诺依曼计算体系的代表人物，他自2007年受命领衔国家科技部重点专项课题“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”任务开始，深感经典冯诺依曼体系架构是导致高性能计算中能效墙、内存墙、高速IO墙等壁垒的“第一因”，然而当时任何企图突破冯诺依曼架构的思想都被视为妄想或者异端邪说。邬江兴院士在为《非冯诺依曼网络计算体系》作序时指出，沈寓实博士提出的网络计算体系是与他同频共振的颠覆性创新，本着科学求真的态度，站在宽广的技术维度、俯瞰的产业高度、跨域的应用广度，给出了计算、通信、安全等行业发展的全新视角、全新解读和全新憧憬。

《非冯诺依曼网络计算体系》这一理论成果诞生于对未来信息世界极具前瞻性的大胆构想，成长于数年如一日的坚定执着和刻苦钻研，肩负着助力中国实现“弯道超车”的重要使命，能在这个特殊的年份结束前隆重面世，无疑是令人倍感震撼和深受鼓舞的！我们每个人都身处“科技引领未来，创新改变世界”的伟大时代，挑战与机遇并存，压力与动力同在。在这一伟大变革之际，我们既需要“创造性毁灭者”的远见和气魄，也需要“海纳百川，图大则缓”的胸怀和定力。相信《非冯诺依曼网络计算体系》的发布，能够抛砖引玉，鼓励更多仁人志士投入到下一代网络计算的创新和研发中来，共谱中国在科技革命和产业变革中的美好新篇章！