梁曉嶢，上海交通大學計算機科學與工程系教授。
在元宇宙下，我們對算力的需求是無窮盡的，每一款芯片都有機會為元宇宙提供一部分的算力，都有機會在這個數字的元宇宙下找到發揮的空間。我們從一個經典的物理學問題開始。經典物理學告訴我們：
物理規律尤其是物質運動的物理規律是明確的，可以用理論的公式來計算。我們把物質分解成一個個原子，如果說我們能夠精確地計算出每個原子在下一個時刻的運動軌跡，理論上我們可以計算現在的情況，也可以推斷過去的情況，還可以預測整個世界未來的發展。
｜1｜物質是由最基本的粒子構成，這些粒子可以被視為小的剛球，並且符合經典物理運動的特性。｜2｜必須得有足夠強大的計算能力，以至於可以在有限時間內算出所有小剛球的運動軌跡。這對算力的需求極為龐大，至少我們目前無法達到。我們發現，現代人類的科技發展實際上就是以算力為基礎的發展，我們在最早的晶體管——三極管的基礎上構造了人類歷史上第一台計算機「埃尼阿克」；
之後有了集成電路的發展，也就是現代芯片技術的基礎——晶體管；有了這樣大密度的可以規模性集成的器件之後，計算機科學就有了突飛猛進的發展。後來出現了所有筆記本、電腦、手機里都有的CPU，這是做中央的處理和控制的；還有現在當紅的GPU。GPU最早用來做圖形圖象處理，但是現在它成了算力的基座，AI、大數據的計算都是利用GPU來完成的。還有DPU，主要負責網絡傳輸和處理相關數據；還有AI專用芯片，未來我們可能會發展量子芯片，可能會發展生物芯片，這個階段目前正在醞釀當中，還沒有到來。這張圖就總結了人類歷史的算力發展。從芯片誕生到現在的幾十年裡，它的算力水平有了突飛猛進的提升。早期以英特爾、AMD或ARM為代表的CPU芯片是我們整個集成電路皇冠上的明珠，它們提供的算力相對來說沒有那麼高，能效比也沒有那麼好，所以在這個時候我們認為它處於摩爾定律時代，在體系結構角度來講是馮·諾依曼時代。
現在，我們處於後摩爾時代。在後摩爾時代，像英偉達這樣的GPU芯片以及其他類似的圍繞着AI的專用加速芯片是代表性的芯片。這個階段的特性是算力特別高，但是能效比還沒有那麼高，這也是所謂的深度智能時代。很快，我們會進入下一個時代——超越摩爾時代。其實已經有一些公司正在嘗試做下一個時代的高算力、高能效比的芯片，為算力提供更加澎湃的動力，這個時代就成為新智能的時代。自動駕駛和大規模的AI雲計算等都會實現。但是要想實現我們構想中的元宇宙，現在的算力遠遠不夠，還需要在現有基礎上提高100倍以上的算力，才有可能達到我們要求的元宇宙的時代或者叫類腦智能的時代。
看看過去五年市面上主流的三家芯片公司的股價的走勢，可以對這個市場目前的狀態有一個大概的了解。
>最下面這條線是CPU的王者英特爾過去五年股價的走勢，大概股價上漲65%；
>中間是可編程的專用芯片（FPGA）、也是美國的一家很知名的芯片公司Xlinx，它的股價上漲了大概3倍；
>最上面這條線就是英偉達，它是GPU算力芯片的供應商，過去五年它的股價上漲了16倍。> 如果我們用英特爾（Intel）來渲染這樣一個很有意思的二次元風格的動畫，它能做，但是渲染特別慢，像慢動作一樣；> 如果我們用Xilinx這種可編程的專業芯片來渲染圖片的話，它做得非常快，但是做着做着就會出錯，原因是它的編程複雜；> 而用英偉達（NVIDIA）的GPU來做渲染，不光快，它還有澎湃的算力，除了可以做渲染還可以做科學仿真，它的算力極為充足。這就是三大芯片的特點，也能體現它們在股價上的表現。現在GPU的芯片公司，像英偉達的市值已經達到英特爾的4倍，可以看出市場現在追逐的是像GPU這樣的芯片。過去幾十年，GPU一直在進化，從最早期用GPU打遊戲，我們可以看到早期的遊戲渲染效果非常一般，直到現在不斷演進；2021年最新發布的GPU渲染的效果——下圖是用GPU實時計算出來的畫面，而不是用攝像機或者照相機拍攝下來的畫面，你會發現人眼看不出什麼區別，也就是說數字計算出來的虛擬的世界已經非常逼真，接近我們現實的世界，元宇宙是有可能到來的。
NVIDIA Ampere渲染效果，2021GPU除了能夠做圖形圖像的渲染，還可以在很多科學計算方面發揮重要作用，比如醫學成像，如果用GPU來加速，可以比CPU高出146倍的加速效果；在金融仿真領域，如果用GPU加速，可以比CPU高出150倍以上的加速效果，GPU的應用領域非常廣闊。到了今天，我們已經不稱它為GPU了，而是GPGPU，前面這個GP表示通用的GPU，也就是說GPU可以應用到很多領域。從GPU的發展歷史來看，它也是經過了一個漫長的過程：GPGPU1.0時代：最早期只是應用在打遊戲、圖形圖像渲染。
GPGPU2.0時代：當計算資源被逐漸挖掘出來，我們發現GPU有這麼強大的算力，除了應用在遊戲還可以應用在很多其他領域。
GPGPU3.0時代：今天GPU已經成為終極的算力提供者，也是未來算力平台的主要擔當，我們如果要實現類腦智能，實現元宇宙web3.0、科學計算，GPU都會成為最為關鍵的算力平台的基座。
除了GPU之外，我們要打造一個未來虛擬的元宇宙、數字宇宙，金融基座用什麼來提供？元宇宙還需要區塊鏈和隱私計算的能力，這對金融領域來說特別重要，包括用戶認證、交易的記錄和認證，以後都是分布式的賬本，這些其實依賴的都是區塊鏈和隱私計算的技術，對於這方面的技術，其實我們在理論上已經做了充足的準備。問題是，雖然有理論，但是很難落地，很難在真正的金融系統中使用起來，很重要的原因就是我們的算力不夠，現實中的算力還遠遠達不到實時計算這些交易、用這些算法來進行保密或者隱私計算交易的水平。在現在的市面上無論是用CPU、GPU還是任何一種芯片都無法計算海量的數據，因為網上無時無刻都有很多的數據在產生，現有的算力很難在非常短的時間裡完成每一個交易的認證。GPU渲染出的內容由隱私計算保證了金融的基座，下面就需要內容的輸出。內容在雲端、服務器端和數據中心端被渲染出來後，需要實時傳遞到用戶端，而用戶端即使是5G，網絡的速度和帶寬都是遠遠不夠的，我們沒有辦法把非常高清的原始視頻傳輸到用戶端，所以必須要經過編解碼的技術把高流量的視頻通過壓縮的技術變成一個相對來說比較低流量的視頻傳遞到用戶端，在用戶端再恢復成一個高質量的視頻呈現在用戶眼前，讓用戶看到一個非常真實的效果，這裡的關鍵技術就是所謂的視頻編解碼。通常來說視頻編解碼是有國際標準的，最近有一個明顯趨勢就是各大互聯網公司、各大視頻流量公司、各大雲遊戲公司都在自己定義自己的視頻編解碼的標準，因為控制了內容就可以控制自己的編解碼，控制了自己的編解碼就能最大程度為客戶提供最好的用戶感受。無論是抖音還是其他公司都在自研自己的編解碼芯片。當然元宇宙最終需要和人進行交互，所以還需要有先進的人機接口。第一條路徑就是去做一款和英偉達完全兼容的GPU芯片。要做這樣一款芯片需要投入100億美金以上、花10年以上的時間和至少3000人的團隊，因為我們和別人差很遠。目前這還沒有任何一家公司能夠做到。第二就是做一款自主的通用性較好的芯片，因為元宇宙可以做隱私計算，可以做區塊鏈等等，我們需要的功能有很多，所以我們可以做相對來說比較通用的芯片，提供元宇宙的一部分功能。這樣的芯片需要多少投資？需要10億美金以上的投資，5年左右的時間和1000人的團隊。現在國內有不少初創企業已經達到了這個規模，已經有能力做這件事情。第三個路徑就是我們做一款領域專用芯片，非常有代表性的就是視頻編解碼芯片，這樣的芯片投入1億美金、2年時間、200人團隊就可以做，這就是為什麼各大互聯網公司選擇的切入點都是領域專用的芯片，這也可以為元宇宙的算力基座做出一些貢獻。以上三條路徑都是可行的。在舊世界，行業里芯片的主流要麼是英特爾的CPU，要麼是英偉達的GPU，而圍繞芯片架構，我們有很多軟件公司在做開發。因為我們的算力是足夠的，我們的軟件是千變萬化的。但是到了元宇宙時代，整個情況就完全倒過來了。在元宇宙下我們的算力遠遠不夠，能夠提供多樣化算力的芯片又是通過各種形態存在的，剛才說至少可以有三種方式可以開發，實際上還有其他各種各樣的方式，所以現在行業發生了一個變革性的變化，我們圍繞的是一個軟件框架——可能是一個AI框架，可能是一個元宇宙的框架，但是有非常多的芯片公司圍繞這個框架來開發不同類型的芯片。我只是列舉了我國的芯片公司，這些幾乎都是成立五六年以內的初創公司，它們都圍繞着一個AI的框架來提供各種各樣的不同種類的芯片。因為在元宇宙下我們對算力的需求是無窮盡的，每一款芯片都有機會為元宇宙提供一部分的算力，都有機會在這個數字的元宇宙下找到發揮的空間，都有機會在這個框架里賺到錢，所以為什麼我們現在出現了對芯片投資的熱潮，這是有它的基礎，有它的道理的。雖然可能有一點泡沫，但是行業發生了變革性的變化，我相信未來還會有越來越多的芯片公司不斷為元宇宙提供澎湃的算力。「要的就是細水長流，拼的是天荒地老」，我經常看到很多投資人會問，老師你的技術非常好，如果要把這個技術產業化，需要多少錢？這是第一層次的投資人投資金。也有一部分的投資人會說，非常看好老師的團隊，你這個項目不管要多少錢，我就投你這個團隊，這是第二層次的投資人投團隊。但是很少碰到投資人願意投資時間，如果投資人達到了這個境界，那就是第三層次的投資人，他願意陪跑，願意投時間，這個在芯片投資領域是關鍵。總體來說，領先者已經領先，我們要想超車，還有一個可能的方式就是「開源」。要做一款能夠跟英偉達兼容的芯片需要大量的人力、財力和時間。我們沒有那麼多的時間、資金和人力怎麼辦？我們可以嘗試用免費來解決錢的問題，用開放來解決人的問題，用開源解決時間的問題。> 我們已經打造一本專業的教材，一本專門介紹GPGPU的教材；>我們還要打造一門核心課程培養人才，我們現在缺的就是人才；>我們希望打造一個開源平台，前兩天我們發布第一代開源GPGPU平台「青花瓷」，目的就是普惠算力，把我們的技術能力提供給千家萬戶，做人人都用得起的GPU。我們希望形成四大支柱：行業的人才支柱，知識產權支柱，產業聯盟支柱和開放生態支柱。謝謝大家。
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