《信息化蓝皮书2010》中的一章

中国计算机技术与产业的现状与展望

李国杰

摘要

  本文分别对我国高性能计算机、服务器、桌面电脑近十年来的发展状况做了历史性的回顾,与国外先进水平进行了比较,指出了我国计算机技术与产业发展中存在的问题。通过对我国计算机行业近十年来科技投入和产出(论文、专利、企业利润率)的分析,根据我国计算机领域创新空间受到制约的现状,提出努力打造自主可控的计算机技术基础平台的战略建议。最后本文展望了“十二五”期间和2020年以前我国发展计算机技术与产业的远景。

 

关键词

高性能计算机 服务器 桌面电脑 科研投入 基础平台

 

一、引言

21世纪的前十年是我国计算机产业突飞猛进的十年。1998年全国计算机行业总产值只有1650亿元,到2008年规模以上计算机企业总销售收入已增加到17134亿元,十年增加10倍以上,平均年增长速度超过25%,见下图1[1]。从图中可以看出,计算机产业近十年的发展速度明显超过上世纪90年代。

 

1、中国计算机产业总产值(营业额)年度统计

 

根据Science and Engineering Indicators 2008提供的数据,1985-2005年,中国计算机设备(包括办公设备)制造业增加值的年均增长率为35.08%,快于美国(17.23%)等其他各国同期的年均增长率。中国2005年计算机产业附加值是1985年的408倍。中国计算机制造业附加值占世界的份额从1985年的0.5%增长为2005年的46.0%,位居世界第一位,见图2。这些数据表明,中国的计算机产业的增加值并不低,那么,我国计算机产业究竟是强还是弱?如果说落后,究竟落后在哪里?

2、中国高技术产业与低技术产业增加值增长情况

很多人认为中国的技术落后体现在我们的发明专利和高水平论文少。根据工业和信息化部科技司颁布的《信息技术领域专利态势报告》,2000—2006年,我国信息技术专利申请每年以23.67%的平均增长率成长,信息产业的技术积淀

速度明显快于其他行业。截止到2009930,国家知识产权局已公开的信息领域专利申请总量达到98万余件,比2008年增长22%以上。2007年计算机领域国内申请的发明专利已达31945件。根据20102月的ESI统计[2]1999年至2009年我国学者在计算机科学方面总计发表论文2万余篇,排在全世界第2位。从数量上看,似乎我国拥有的发明专利和发表的论文已相当可观,为什么我们总是感到没有掌握核心技术?

未来十年,计算机产业将面临新的转型洗牌。在这种形势下,未来十年我国计算机产业的发展前景如何?我国发展计算机技术应选择一条什么样的道路?我们如何才能将“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的发展战略落到实处?在21世纪第一个十年刚刚开始时,我们必须认真考虑这些问题。

本文将计算机技术和产业分成几个大类进行较深入的分析,提出一些个人的见解供有关部门决策人士参考,希望起到抛砖引玉的作用,引起同行的思考与争鸣。

 

二、高性能计算机

 

高性能计算机(HPC)是我国科技方面引以自豪的一个领域。政府工作报告和许多总结我国科技进步的文件中,常常把高性能计算机作为我国重要的科技成就列在航天和杂交水稻之后。从2003年开始,中国软件行业协会数学软件分会(近几年与国家863高性能计算机评测中心以及中国计算机学会高性能计算专业委员会联合)发布的中国高性能计算机TOP100,较全面地反映了我国高性能计算机研制和应用水平。图3对国际上每年超级计算机TOP500第一名的实际性能与我国TOP100第一名进行了比较[3]。从2009年公布的高性能计算机TOP100来看,中国前100台高性能计算机实际运行的总性能已达到2.2PFlops(每秒22百万亿次浮点运算),比2008年增长了2.1倍。中国TOP100计算机的平均Linpack性能为22Tflops22万亿次),国际上平均性能接近22Tflops的时间是20086月。若以此为标志,似乎中国高性能计算机与国际上的差距只有1年半。实际上我国在高性能计算机方面,特别是高性能计算机应用上,与国际先进水平的差距远不止一年半。

3、国际超级计算机TOP500与中国TOP100的比较

进入21世纪,我国高性能计算机研制和应用取得不错成绩。近几年内中科院计算所、江南计算所、国防科大和联想集团等都分别推出了国际先进水平的曙光、神威、银河、深腾系列超级计算机。国产超级计算机在石油勘探、信息内容安全、核模拟等国防科研、水稻和人类基因组测序等方面发挥了不可替代的巨大作用。2004年和2008年,中科院计算所和曙光公司研制的曙光4000A和曙光5000A两次进入国际超级计算机TOP500前十名。2009年曙光高性能计算机在我国最高性能的前100台机器中占27台,第一次在TOP100的台数份额上超过IBMHP公司,位居第一(见图4),这说明国产高性能计算机在市场上已真正具有竞争实力。

42009年中国高性能计算机TOP100的制造商分布

2009年由国防科大研制的“天河一号”,采用6144Intel通用处理器(运算能力约为270TFlops)和2560颗个ATI双核GPU(运算能力约为940TFlops),形成峰值计算能力达每秒1206万亿次浮点运算的异构型超级计算机,实测Linpack性能达到每秒563万亿次(效率46.7%),位居TOP500的第五名。天河一号虽然还不是一台商品化的超级计算机,在投入实际应用时还要做一些改进,但天河一号是全世界第一台进入TOP500前十名的采用GPU的异构型超级计算机(heterogeneous supercomputer),国防科大在发展异构协同计算技术降低超级计算机研制成本等方面做了有价值的探索。今后几年采用GPU等高速芯片研制异构型HPC将是超级计算机的发展趋势之一。GPU对分子动力学模拟(molecular dynamics simulations)等高度并行的科学计算有明显加速作用[4],但不适合输入输出量大的应用,编程也比较困难,不能替代通用的CPUIDC咨询公司指出,约有10%的HPC用户准备采用GPU等另类处理器。

我国在高性能计算机领域与国外的差距,不仅体现在我们采用的CPUGPU等核心芯片目前还需要从国外进口,更表现在在HPC的应用上。芯片上的差距估计再经过五年左右的努力可以明显缩小,“核高基”重大专项[5]支持的龙芯16CPU预计2012年可投入使用,有望与当时的主流通用CPU的性能接近。长期以来我国在并行算法基础研究、HPC软件开发和应用方面的投入偏少,行业应用科研人员与高性能计算机研制人员脱节,造成多数计算中心面临“杀鸡用牛刀”的尴尬局面。今后十年一定要改变重硬轻软、把研制HPC当成买机器的科技政策,真正在HPC新型体系结构、系统软件、并行算法和应用软件的基础研究与工程开发上下功夫。

历史早已证明:世界上不存在对所有的应用领域性能和效率都特别高的万能体系结构。计算机科研人员的一个目标就是在效能和通用之间做权衡选择。高端集成电路的设计开发成本极高(每一款高性能芯片设计开发需要投入几亿元),使得为每一个应用开发定制的芯片不太可能。应用领域的科研人员的职责之一是尽可能全面准确地提出对计算机系统结构的功能需求,与计算机领域的科研人员密切合作,尽量从应用领域的特殊需求中寻找高性能价格比、高效能功耗比而且容易编程的解决方案,争取创造出一种可复用的设计方法和新颖可定制的体系结构平台,支持不同领域的特定计算。只有一流的计算机科研人员和一流的HPC应用科研人员精诚合作,我国的高性能计算机研制和应用才会迅速缩短与国外的差距。

以曙光5000为主要平台的上海超级计算中心已经进入良性运行轨道,对我国的超级计算起到了引领作用。未来的一两年内,我国将在深圳、天津等城市建成千万亿次量级的超级计算中心,还有不少省市也在计划建立超级计算中心。我们需要高度重视的是培育高性能计算的用户,真正发挥超级计算中心的能力,解决经济和社会发展中的实际问题,而不是互相攀比,争最高的峰值速度。

 

三、服务器和云计算

 

超级计算机主要用于科学计算,尽管高端科学计算能起到引领计算机技术发展的作用,但只占有10%左右的高端计算机市场。绝大多数的高端计算机是网络上的各种服务器。根据IDC公司的统计,基于IAIntel Architecture)架构的国产PC服务器大约只占到1/4的国内市场、联想、曙光、浪潮等国内公司的市场占有率差不多,每家都不到10%IBMHPDELL三家跨国公司瓜分了2/3以上的国内市场。基本的格局是:金融、电信为代表的强势企业更青睐国际品牌,政府、教育部门优选本土品牌。RISC服务器(有不少国内用户仍习惯称为小型计算机)基本上还是国外大公司的天下,可靠性非常高的大型主机系统则主要是IBM的垄断领域。

近年来国内公司也有不俗的表现,浪潮4路服务器创下了22个月销售突破10000台的销售纪录[6]。曙光公司牵头的中国高性能计算机标准工作委员会已制订符合中国用户需求的刀片(Blade)服务器系统标准,2009年曙光公司成为国际SSI组织的四个高级会员之一,并在国际上率先开发出符合SSI标准的刀片服务器TC3600

服务器市场呈现出“小鱼吃大鱼”的局面,基于X86结构的PC服务器逐步蚕食RISC服务器的市场。另一方面,服务器技术逐步从封闭走向开放,基于Linux操作系统的服务器的用户越来越多。从2008年全球与中国服务器操作系统市场占有率可看出(见表1[7]Linux已超过Unix,已成为全球第二大服务器操作系

 

Windows

Linux

Unix

全球

62

23

15

中国

52

12

36

12008年全球和中国服务器操作系统市场占有率

统。IDC预测,与Linux服务器平台相关的软件收入在2006-2011年间的年复合增长率将达到35.7%。服务器的多少反映一个国家的信息化程度的高低,我国的服务器与PC等终端数量的比率远远小于先进国家,这也说明我国的服务器市场还有很广阔的发展空间。

数据中心(IDC)的大发展为做大做强服务器产业提供了良好的机遇。据IDC的预测,2007年至2013年中国数据中心的复合年增长率将达到20%。近两年来,云计算成为计算机领域最热门的话题。云计算强调集中的平台和服务,将推动数据中心中各种服务器的部署和应用变革,大大提高数据中心的效率和可扩展性[8],同时明显地节约数据中心的能耗。传统数据中心中服务器的利用率一般只有10%30%,在待机的时候,处理器仍然消耗着20%以上的电能。越是低端的服务器,其能效越低。通过服务器的虚拟化技术,可充分利用数据中心的服务器、存储和网络资源,将云服务器的利用率提高到70%以上。Gartner预计,到2012年,在全球财富1000强企业中,80%会通过不同方式使用云计算服务。

2008年以来,我国一些企业和政府部门已开始建设各种云计算中心。曙光公司在成都建立了商业化运营的云计算中心,同时也是为政务应用和科学计算服务的超级计算中心;在东莞市政府的支持下,广东电子工业研究院正在基于自主技术建立云计算平台,提供云教育、云仿真等公共服务;阿里巴巴集团与南京市政府签订了合作协议,正在建设“电子商务云计算中心”;中国移动等电信公司也在探索云计算模式。随着云计算技术的成熟与普及,我国服务器产业将上一个大台阶。云计算也将为服务器技术的研究开发提出许多过去没有遇到的新问题,如资源的虚拟化、云服务的安全等,促进服务器技术的升级换代。

在信息技术几十年的发展历史中,每隔20年左右,计算模式就会出现集中—分散交替主导的现象,合久必分,分久必合,我们称为信息领域的“三国定律”。见图5。云计算符合“三国定律”的宏观规律,它的出现有一定的必然性。云计算是网络计算的一个新阶段,既有集中又有分散,尚未完成从集中(服务器聚集)到分散(普惠泛在信息网络)的转折。未来的网络可能还要在云计算集中服务的基础上向以用户为中心的普惠泛在网络服务发展。

5、信息领域的“三国定律”

 

四、桌面电脑与网络终端

 

我国是世界上微型计算机的第一制造大国,已占到全球产量的60.9%2009年我国生产微型计算机18215万部,同比增长33.3%;软件业务收入9513亿元,同比增长25.6%但产能的大部分来自外商独资企业,2009年电子信息领域外商独资企业出口3009.1亿美元,占电子信息产品出口总额的66%。金融危机对外向型企业冲击很明显,三资企业发展明显放缓。2009年内资企业电子信息产品销售额增长17.6%,占全行业的比重比上年提高3.3个百分点,达到26.7%;利润增长48.4%占行业比重比上年提高16.2个百分点,达到46.5%[9]。对改变我国计算机产业不合理的经济结构(外资为主,出口为主)而言,这是可喜的变化。

联想集团是我国计算机行业的龙头企业,其成长历程基本上反映了我国计算机产业的发展史,其面临的问题也体现了我国计算机企业的本性。2009年第四季度联想集团实现了7952万美元的净利润(去年同期亏损9700万美元),实现了占国内市场33.5%的历史最高记录。联想集团2009年实现扭亏为盈,一方面是得到国家应对金融危机促进内需的各项政策支持,更主要的是因为联想公司在新产品开发上加大了力度,包括在笔记本领域使用AMD平台、 推出ThinkPad品牌的上网本及超轻薄本、发布非Wintel平台的智能本、重回手机市场等。联想的强项是国内庞大的销售渠道和以降低成本为目标的管理能力。近年来联想也开始设计生产PC机主板,主板产量突破四百万块,已成为全球第五大主板供应商。在2010年美国消费电子展(CES)上,联想研制的双模笔记本电脑IdeaPad U1获得了Best of CES大奖(PC机领域的最高奖),说明联想公司的设计能力显著提高。

据赛迪公司统计,20091-11月国内共销售笔记本电脑1385.2万台,同比增长62.6%2009年上网本(Netbook)市场保持了2008年的迅猛增长势头,获得了更多用户的青睐,形成了足以影响笔记本市场格局的力量。3G网络的铺开促进了3G上网本的销售。电子阅读器(ebook)、CULV平台[10]等新型产品得到用户的关注。各种新型网络终端问世、“山寨品牌”的低价入市对个人电脑市场带来了极大的冲击。桌面产品与移动终端的界限开始模糊,计算机产业与通信产业趋于融合。仅靠压低价格与促销已无法提高厂商的核心竞争力,如何在经济回暖与产业调整的过程中抓住机遇,研制与推销满足用户需求、引领消费潮流的新产品已成为众多厂商关注的目标。

个人电脑将更加小型化,更强调节能环保,厂商开始推出介于台式电脑与上网本之间的“上网机”(Nettop)产品。笔记本电脑将向更加轻薄便携的方向发展。平板电脑(Table PC,也称为一体机电脑)是下一代移动商务PC的代表,其美观的外形、精简的设施,给消费者带来耳目一新的感受。据国外调查机构发布的预测报告显示,到2015年,平板电脑的出货量有望达到5700万台。多点触摸、(Multitouch) 重力感应(gravity sensor)GPS、语音识别(speech recognition) 等传感技术在平板电脑上的应用将改变笔记本电脑的操作与应用模式,对市场格局产生重大影响。

中国内需市场在今后10年将进一步扩大,近两年农村上网人数的增长速度是城市的两倍,数字鸿沟的缩小会大大促进电脑和各种网络终端的普及。医疗保健、智能交通、环保等行业的信息化需要大量的移动终端,为特定的行业用户提供内容增值服务刻不容缓。针对不同的群体提供有附加值的内容服务,将明显地提升个人电脑等网络终端的竞争力。IDC预计,2010PC市场会触底反弹,呈现16%的快速增长趋势。英特尔亚太区总经理表示,中国PC市场增长迅速,有望在2010年以前超过美国,成为全球最大的PC市场。

 

五、计算机技术的研究与开发

 

我国计算机领域还没有形成像通信领域的华为、中兴公司一样的高技术企业。华为公司每年坚持以不少于销售收入10%的费用投入研究开发,并将研发投入的10%用于前沿技术、核心技术以及基础技术的研究。截至2008年底华为总共发出了35773件专利申请,其中9768件为海外申请,连续6年蝉联中国企业专利申请数量第一,2008年华为共发出1737PCT专利申请,数量全球第一。2009年中兴通讯公司以5719件专利申请量成为国内第一。与通信领域不同,尽管国家科研投入已明显向企业倾斜,十一五期间科技部给浪潮集团高达2.6亿元的863项目经费开发高端容错计算机就是一个突出的案例。计算机企业的研究开发力量在逐步增强,但计算机领域的CPU、操作系统、超级计算机、云计算系统软件等核心技术研发主要还是在大学和国家科研机构完成,企业尚未成为技术创新的主体。

国家通过973计划和自然科学基金重大项目,对计算机科学技术的基础研究给予积极支持,十一五期间经费投入明显增加,部署的主要科研项目包括“高性能科学计算的创新计算方法基础理论”、“高性能处理芯片的新原理、新结构与新方法”、“基于网络的软件中间件理论与复杂软件可信度”等。十一五期间863高技术研究计划部署的主要科研项目包括“面向网络计算的软件新技术”、“新型网络服务器与访问终端关键技术”、“新型计算机体系结构及其实现技术”、高效能计算机及网格服务环境、“高密度与低功耗新型存储器件技术”、“海量存储系统关键技术、“自适应网构软件(Internetware software) 技术”、“低功耗计算系统关键技术”和网络透明计算技术等。

随着国家支持强度的增加和国际交流的增多,近几年我国学者在国际学术期刊和国际学术会议上发表的文章显著增加。表2反映了1999年至2009年我国计算机学科的论文发表情况(根据20102月的ESI公布的数据统计)。从中可以看出,近10年内我国发表的高水平论文(ESI主要统计SCI论文)数量上有成倍的增长,但平均每篇论文只被引用1.98次,引用率在世界中各国排第6位,与世界平均值3.34次还有较大差距。

年份

论文数

被引用次数

篇均被引频次

1999-2003

3,818

2,907

0.76

2000-2004

5,704

3,796

0.66

2001-2005

9,330

5,728

0.61

2002-2006

13,348

8,416

0.63

2003-2007

14,460

10,766

0.74

2004-2008

15,447

14,242

0.92

2005-2009

15,741

18,173

1.15

总计(1999-2009

21,365

42,215

1.98

21999年至2009年我国计算机学科产出论文情况

专利是技术创新成果的主要表现形式。近十年我国申请的与计算机技术有关的专利增长了几十倍,特别是企业申请的专利增长最快,已经超过大学与科研单位的申请数(见表3[11],说明我国企业对自主知识产权越来越重视。但是,与发表论文重数量轻质量的情况类似,我国申请的专利质量不高。根据美国专利及商标局公布的数据统计,2005112009731,华为公司申请的美国专利的通过率只有3.5%,远低于爱立信公司(16.2%)和阿尔卡特-朗讯公司(27%)[12]我国计算机领域的科研单位和企业很少申请国外专利,一般来讲,在中国申请的专利质量要低于国外申请的专利质量,我国计算机科技人员申请的专利质量总体上不会高于华为公司。

年份

1990

1995

2000

2005

2006

2007

国内发明专利

1149

1530

6177

20725

25077

31945

大专院校

326

258

652

4453

6198

8214

科研单位

331

304

910

2423

2553

3173

企业

206

205

1016

7712

9433

12851

3、我国计算机领域专利申请增长情况

科技活动的产出不只是论文和专利,最终的效益应体现在公司的利润上。表4列出了近几年我国计算机行业大中企业总的科技产出。从《中国统计年鉴》的数据还不能直接看出企业拥有的专利数和利润率的相关性。总的来讲,我国计算机行业的利润率相当低,低于整个工业的平均利润率(7%左右),没有体现高技术行业的特点。

年份

主营收入

利润总额

利润率

拥有发明专利数

2001

15540968

872775

5.0

115

2005

107221520

2626516

2.4

473

2006

118687976

2500648

2.1

1174

2007

143042415

4149206

2.9

3210

2008

155913229

4968032

3.2%

3344

4、计算机行业大中企业科技产出(单位:万元)

为了分析我国计算机企业与国外的差距,我们从几个典型的上市公司及华为公司2007年财务年报中抽出有关数据做比较(由于受金融危机的影响,2008-2009年有些公司亏损,数据没有代表性)。在计算机界,IBMApple公司是典型的高技术公司,毛利率高,研发费用高。IBM已经不是传统的计算机制造公司,其利润来源不是硬件,而是软件与服务。2009年,这两大部门分别都贡献了80亿美元的税前利润,而硬件业务只有15亿美元税前利润。Apple公司近几年的复兴主要靠高研发投入获得的颠覆性产品创新,如iPodiPhone,同时也大力开展iTune等媒体服务。华为公司的毛利率也很高,2009年已达到39.7%。联想公司的业务模式与Dell公司接近,主要靠卖硬件,毛利率只有15%左右,很难

 

公司

销售收入

毛利润

毛利率

研究和开发费用

净利润

科研开发与销售比例

单位

IBM

987.86

417.29

42.2%

61.53

104.18

6.22%

亿美元

Apple

240.06

81.54

34.0%

7.82

35

3.25%

亿美元

DELL

574.2

95.16

16.6%

N/A

N/A

N/A

亿美元

联想

163.52

24.50

15.0%

2.3

4.84

1.4%

亿美元

华为

125.6

42.6

33.9

12.6

6.74

10

亿美元

腾讯

38.21

27.0

70.7

3.76

15.68

9.8

亿人民币

5、国内外各大公司的2007年度经营情况对比

实现高研发投入,科研投入占销售收入之比只有1.4%。腾讯公司是国内著名的网络服务公司,与联想公司形成鲜明的对比,其毛利率高达70%。科研投入占销售收入之比高达9.8%。为什么计算机企业要从以加工业为主转向做更多的服务,表5给出了清楚的提示。

科研经费往什么地方投,也是我们需要认真反思的决策导向。从2001年到2007年,我国计算机领域大中企业的R&D经费投入增加7倍,新产品开发经费增加近50倍,技术改造费只增加1.2倍,增加的投入主要用于新产品的定型生产(不是关键技术研究开发)。相对于1万多亿元的营业额,每年只投入几十亿元真正用于研究开发的经费,很难开发出在市场上有竞争力的新产品,更谈不上占领制高点。技术改造是提升创新能力的重要举措,全国计算机大中企业才投入几亿元,实在太少。在国防科工委的支持下,中国电子科技集团下属的许多研究所近十年来加大技术改造的投入力度,创新能力大幅度提高,这一成功经验值得学习推广。

年份

R&D人员

R&D经费

新产品经费

技术改造费

2001

6702

107558

19555

28850

2005

17484

434480

617788

53753

2006

24591

729251

828066

105151

2007

29712

818169

1013364

61308

2008

29086

808960

1252080

103750

6、计算机领域大中企业科技投入情况(经费单位:万元)

六、努力打造自主可控的计算机技术基础平台

由于缺乏核心技术,我国计算机企业大多从事加工贸易,走贴牌方式低价出口路线,产品附加值普遍偏低,产业整体调整转型势在必行。国际金融危机对我国形成了一种倒逼机制,加速了我国产业调整转型的步伐。

从低附加值的加工出口为主转移到以自主创新为主,创新能力需要一个培育过程,增加科研投入也需要一个资本的积累过程。在这一过程中,扩大我国计算机企业自主创新的活动空间十分重要。科技部万钢部长指出:应当强调创新者对技术创新和产品开发的‘主导权’,在‘合作创新’的技术联盟中,获取创新主要收益的也只能是掌握主导权的一方。

为什么我国计算机企业在技术创新中自主选择技术的空间很小,缺乏主导权,主要原因是30年来计算机行业(特别是桌面计算机)的主流技术,已建立在Intel公司的CPU和微软公司的操作系统基础上,Wintel联盟(Windows OS + Intel Architecture)实际上形成了本行业的垄断地位,已成为事实上的工业标准。我们的创新只能在不开放的“黑盒”的基础上做一些边边角角的小改进,创新能力的发挥受到很大的制约。

200810月发生的微软黑屏事件充分说明,任何一台使用Windows XP操作系统的微机,只要上了互联网,就完全在微软的控制之下,用户对在其计算机上进行的各种操作一无所知。这一事件促使我们下决心走一条具有中国特色的信息技术和产业发展道路,大力推进国产软硬件产品的应用,打造自主可控的计算机技术基础平台,逐步摆脫微软产品的制约。

今后十年内我国需要新增几亿台微机,对CPU、操作系统和各类应用软件存在巨大的市场需求。但是,在我国计算机用户已形成固定使用习惯的情况下,我国软硬件要想完全通过所谓市场“公平”竞争得到发展非常困难,必须依靠国家强有力的政策措施来推动。首先应在党政军机关和对信息安全要求较高的单位,强制性使用自主可控的CPU、操作系统等关键软硬件产品。政府内部使用的电子公文不再使用Office格式,改用符合国家标准的UOF格式。通过“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”国家重大专项的强力支持,力争在2020年前我国自主可控的CPU和操作系统占领相当可观的国内市场,实质性提升国家信息产业的核心竞争力,为国家信息安全提供装备保障。

积极研究开发和大力推广使用开源软件,是打造自主可控的计算机技术基础平台的重要途径。2009年开源软件的应用出现了拐点:过去开源软件主要在服务器和PC机上使用,现在开始向手机和移动互联网应用转移。华为、中兴通讯、海尔、联想等大企业都加入了开源阵营。全球“桌面Linux”市场占有率已提升到8-10%,结束了长期低迷的发展状态,OpenOffice中文版本的下载量已超过3000万次。IDC预测,从2009年到2013年,中国Linux操作系统的市场收入将会以23%的复合增长率高速增长。

开源软件成功的奥秘并不在于开放软件源代码,而是在于其开放的开发方式,即允许所有程序员参与开发源代码的文化,与他人共享自己的开发成果,导致开源社区不断扩大,创新浪潮高涨。开源社区具有“集体开发、合作创新、对等评估”的特点,形成“源码公开、使用自由、资源整合、信息共享”的创新体系。这个创新体系中,能够广泛吸收全球广大志愿者的智慧,实现技术上的突破。我国要发展开源软件,就应鼓励国内企业与个人积极参加国际开源社区的开发工作,在国内建立开源研发中心,创建与健全我们自己的开源社区。

 

七、展望未来

工业与信息化部提出的我国信息产业2015年的目标如下:“十二五”期间,我国电子信息产业保持年均增长10%左右的速度。到2015年,电子信息产业销售收入达到11.3万亿元,工业增加值以8%的年均增长速度达到2.5万亿元,占GDP6%;出口额占全国外贸总额的比重在30%左右;产品市场结构优化,国内市场稳步增长,稳定国际市场份额;培育一批掌握核心技术、具有国际竞争力的大企业,力争有35家企业进入世界500强;创新性产品比重达到全行业产品30%以上;战略性新兴领域占全行业收入比重20%以上;骨干企业研发投入占全行业销售收入比重在8%左右;新申请的核心专利和重要标准拥有量有较大幅度提高。

2009年有一件事值得一提,科学出版社出版了中国科学院信息领域战略研究组撰写的《中国至2050年信息科技发展路线图》。这个战略研究报告做出了这样的结论:不论是集成电路、高性能计算机,还是互联网和存储器,2020年前后都会遇到只靠延续现有技术难以逾越的障碍,如挖掘并行性和可扩展的困难、信息处理的高功耗、复杂信息系统安全性与可靠性低等。这些“信息技术墙”孕育着新的重大科学问题的发现和原理性的突破。信息技术不会像机械和电力技术一样,经过半个世纪的高速发展以后,变成以增量改进为主的传统产业技术,而是面临一次新的信息科学革命;在整个21世纪,信息科学与技术将与生物、纳米、认知等科学技术交织在一起,继续焕发出蓬勃的生机,引领和支撑国民经济的发展,改变人们的生活方式。

基于以上的分析,我们认为,计算机领域的科技工作者在2020年以前必须积极探索攻克“计算机技术墙”的核心技术,重点解决计算机系统的可扩展性、低能耗、安全性和易用性等难题;2020年以后,什么技术将成为新的主流技术就会逐步明朗;20202035年将是计算机技术改天换地的大变革期。从现在开始,历史留给我们难得的机遇期只有1015年左右。如果错过这15年,我国就很难在21世纪上半叶成为信息产业的强国,也必将对我国的现代化进程产生十分不利的影响。



[1] 2004年以前的数据是总产值,2005-2007年的数据是总营业额,2008年的数据是规模以上计算机企业的总营业额。

[2] ESI是美国科技情报研究所(ISI)基于SCI论文统计的基本科学指标。

[3] 图上的数据是当年最高水平计算机测试的Linpack速度,单位是Gflops 即每秒10亿次浮点运算。 Linpack是一组解线性方程组的应用程序,以每秒执行多少浮点计算衡量计算机性能。

[4] 中科院过程所在天河一号鉴定以前已安装了曙光和联想公司提供的以GPU为主的超级计算机,峰值性能超过一千万亿次,主要用于分子动力学模拟,但没有测试整机Linpack性能。

[5] 指“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”国家重大专项。

[6] 4路服务器是指4CPU芯片构成的共享存储多处理机系统,目前主流的服务器中一个CPU芯片包含4个处理器核(core

[7] 数据引自中国开源软件推进联盟官方网站, 陆首群:中国开源软件的发展,201022

[8] 加州大学的报告显示:云计算服务的效率是当前传统数据中心的57

[9] 以上数据摘自《工业和信息化部发09年电子信息产业经济运行公报》

[10] CULV全称是Consumer Ultra Low Voltage,译为消费级超低电压,典型特征是10W以下的超低功耗,典型产品是11英寸—13英寸的轻薄笔记本。

[11] 3、表4、表5、表6的数据都摘引自《中国统计年鉴》

[12] 引自《中国企业家》网站,李刚、王献义:华为高增长背后隐忧—片面强调专利数量,20099http://www.sina.com.cn