1月2日，阿里巴巴达摩院预测了十大科技趋势，这是继年之后，达摩院第二次预测年度科技趋势。

今年达摩院公布的十大趋势包括以下内容：

1、量子计算进入攻坚期2、工业互联网的超融合3、保护数据隐私的AI技术将加速落地4、机器间大规模协作成为可能5、芯片敏捷设计成为后摩尔时代芯片开发新模式6、“上链量”将成为数字经济活力的风向标7、人工智能从感知智能向认知智能演进8、计算存储一体化突破AI算力瓶颈9、新材料推动半导体器件革新10、无处不在的云最大化释放云计算价值

这十条涉及到的知识点挺多的，让一些读者看了有些“不明觉厉”的感觉。“不了解”就会产生距离感，有些人就会觉得这些科技趋势与我们的实际生活没有半毛钱关系。其实不然，相反的随着这些研究课题进展，我们未来的生活也将发生天翻地覆的改变。

一、计算机和互联网的进步——改变我们生活的驱动力

计算机和互联网是近30年以来成为改变我们生活方式的主要驱动力之一。

上世纪90年代左右，个人电脑开始普及（PC的英文全称就是PersonalComputer）。80后和90后们对电脑的第一印象，可能都是一张游戏光盘开始。那个时候电脑还不能上网，主要的任务就是成年人办公工具，以及陪着小孩们玩游戏。

到了年以后，宽带网络开始普及，大家坐到电脑前的目的不光为了玩游戏了——网络Mud、BBS聊天室、QQ开始兴起，接着网络游戏和虚拟社区也开始火爆。这些都是建立在PC和宽带的普及的基础上；

到了年以后，智能手机和移动互联网兴起，人们的兴趣随之来到了智能手机和移动互联网上。各种聊天软件，网游和社群也都搬到了手机上。随之还衍生出了移动支付、网约车、移动社交平台等等的新玩法。

回顾这三十年的发展，我们会发现。人们生活的方式的改变是随着计算机技术和网络通讯技术的发展而改变的。过去三十年中计算机算力的不断发展、功耗不断降低以及互联网网络从有线到无线普及——正是随着这些技术的不断进步，我们的生活也不断被改变。

回头再去看达摩院发布的十大科技趋势，你会发现：科技并没有停下脚步，而是继续优化和完善着算力和网络：一方面是计算机算力需要进一步提升（1、5、7、8、9、10都是有关提升算力的科技）；另一方面是互联网的进一步普及（2、4相关）；最后互联网时代到来之后，新生出我们对个人隐私和价值传递需求（3和6）的技术正是对于这方面的弥补。

接下来我们也分三方面来大致说下，这些科技发展的意义以及将如何改变人们的生活。

二、算力深化和优化

不要以为现在的计算机够用了，事实上它还远远不能满足我们的需求。有一种说法：算力工程师开发出多快的计算力，应用工程师都能将其用尽。人类对计算机算力的需求就如同一只张开大嘴嗷嗷待哺的雏鸟，等着算力工程师这只大鸟通过孜孜不倦的工作来满足需求。

然而目前现有的芯片设计存在研发成本高、周期长等问题。开发一款芯片往往需要数百人规模，以及数千万美元级投入。芯片工艺制程到了7nm之后，以硅元素主体的经典晶体管很难维持半导体产业的持续发展，特别对于3纳米一下的芯片走向，各大半导体厂商都没有明确答案。Pc领域的摩尔定律有将被终结的可能。

算力还无法满足需求，传统技术又遭遇瓶颈。人们只有想新的方向去突破了。当然“办法总比困难多”人类目前已经总结出了几个解决问题的方向：

1、突破算力瓶颈

寻找新材料推动半导体器件革新：老的材料不行就找新的材料代替——这是再正常不过的逻辑了。用新材料代替传统的硅元素。用全新的全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如：拓扑绝缘体、二维超导材料

量子计算机：量子计算机的理论上世纪80年代初期就被提出。年9月，谷歌实验室中实现了53个电子的量子纠缠态。据称这台量子计算机秒的计算量，当今最强大的超级计算机要花费上万年才能完成。

在量子计算机面前，现在的电子计算机也就是个算盘。可以预见量子计算机技术一旦成熟，人类的算力将有一次质的飞跃。但量子系统对温度太敏感，只要温度不是绝对零度，它的计算误差就会以温度的指数级增长。对于容错量子的计算以及演示实用量子优势，都将是未来几年中量子计算机需要攻坚的的问题。

2、对现有算力进行优化

计算存储一体化

在经典的冯·诺伊曼计算机架构中，存储单元和计算单元是泾渭分明的。运算时，需要将数据从存储单元读取到计算单元。我们目前pc电脑中的CPU、内存和硬盘的设计架构就是来源于此。然而当算力达到一定程度，访问存储器的速度无法跟上运算消耗数据的速度。就会形成了瓶颈限制整个系统的速度。

存储一体化设计就类似于人脑，将数据存储单元和计算单元融为一体。这样就能减少数据的搬运，极大提高计算效率。

芯片设计模块化

未来的计算机的系统结构，可能不是由单独封装芯片制造的。而是在一块较大的硅片上互联成芯片网络的Chiplets制造的，就像搭积木一样组装芯片。我们可以理解为像DIY电脑主机那样做处理器平台SOC。由此设计者能以更低的成本和更高的效率定制领域专用的芯片。模块化设计可能给传统的SOC设计制造产业链带来颠覆式的革命，重塑芯片的产业格局。

云计算

云计算实际上是用互联网的思路来解决算力问题。无论是个人电脑还是公司的服务器，个体电脑总会遇到峰值时算力不够，而平常大多数时间算力过剩的情况。如果你更新了新版软件对硬件有了更高的要求，有时候就要淘汰更新服务器。这样对硬件造成较大浪费。

将算力放在云端，就可以让云平台自动分配、管理和伸缩资源。如此就可以最大限度合理利用算力。

人工智能

人工智能目前在某些单方面能力方面已经超过了人类。但对于主动获取外部知识、逻辑推理或者跨领域迁移等需要“思考和反馈”仍然有存在诸多难题需要攻破。在之后的文章中我们会多次提到具备自我学习和优化算法功能的人工智能，实际上这样的人工智能对于现代的社会和工业都不可或缺。

具备“思考和反馈”的人工智能可以根据收集的数据，持续优化，改善整个系统。效率将远高于人类的管理。这样的人工智能一旦成熟，就可以取代人类从事相当多工作岗位。这也真是人类所期望达到却又对之有深深忧虑的一种结果。

三、互联网革命——工业互联网的普及以及机器间的大规模协作

解决算力问题，本质是更好的为互联网服务。回顾过去三十年互联网的发展，你会发现发展较快的是消费互联网：如果你是一位文员，工作方面用到网络大多的情况都是传传文件。而如果你是一位建筑工人，工作时你可能很少会用到互联网。而无论你从事什么职业，业余大家都会上网社交、购物、玩游戏、看视频娱乐等等。也就是说目前消费互联网发展速度是远快于产业互联网的。而随着5G网络的发展，产业互联网才是互联网发展的下半场。

我们常说影响人类近代文明的三大科技发明是：蒸汽机、电力和互联网。试想下如果电力只是为家庭照明和家电供电。虽然也可以给我们带来很大的便利。但当电力作为一种基础能源被各行各业所用时，它就成了新时代基础动能，极大提升了社会生产力，从而带来了巨大的革命。互联网也是同样的道理。

互联网如何融合进工业领域中呢？我们拿最传统的钢铁行业举例：

钢铁行业在过去是一个典型的劳动密集型行业。由于工厂环境复杂，现有的工业系统之间的布线就成为难题，搬运机器人或则挖矿的矿机都需要在一个大范围内频繁移动。目前的WiFi技术难以覆盖，而4G技术的数据传输带宽和时延又达不到机器人响应的要求，所以很多工作还免不了要人工去完成。

不但是采集和搬运环节，传统的钢铁行业整体的特点就是长流程、高能耗、劳动力密集型和环保压力大。同时钢铁行业又是一个会产生相当多数据的行业，从矿石中铁的含量到炼钢炉温的控制——会产生海量的数据。有数据显示：一个千万吨级的钢铁厂。会有超过10万个传感器，超过一亿张产品缺陷数据图片，超过7万条单点高频传输数据。这些数据用传统的手段来处理起来难免有些捉襟见肘，效率低下。而5G网络的普及和人工智能的发展将彻底改变这一切。

5G具有高带宽传输、海量连接、低时延和低功耗的特点，于是我们就可以为每个传感器都安装上5G模块。按照5G的技术标准：每平方公里可以同时连接万个设备，这完全可以满足大型和特大型钢铁厂的安装数十万级传感器的要求，而这些数据传感器只会在上传数据时启动5G模块，因此整体功耗不会有太大提升。而5G网络高带宽和低时延特性完全可以满足远距离搬运和挖矿机器人的作业。

而数十万级传感器汇聚过来的海量数据就需要又一个算力强大的云计算服务器来及时处理。通过数据分析，不仅可以对各种细节数据进行及时响应。由于人工智能的深入开发，让机器有了自我学习和优化算法的能力。因此平台获得的数据越的同时，平台的精度和准确性也会不断提高。

这样一个现代化的钢铁厂，其实并不需要多少人力。且它可以实现天+24小时全自动工作，人们只需定时检查保证这套设备正常工作就可以了。从而大大减少了钢铁厂的人工需求，提高了生产效率，并且大大降低了生产成本。

在美国阿肯色州的智能钢厂——“大河特种钢铁”已经具备了以上描述的雏形。全厂安装了超过5万个数据传感器，通过5G技术对广泛分布的传感器进行数据采集。大河特种钢厂还引入了总部位于旧金山的科技公司Noodle.ai研发的人工智能算法，对这些采集来的大数据进行分析。

大河特种钢的现任CEO认为，在过去钢铁产业是80%的体力+20的脑力。而大河特种钢将人工智能技术和5G技术用于钢铁制造，是90%的脑力+10%的体力。

互联网还能给制造业带来敏捷制造和柔性制造能力——在德国奔驰公司总部内就有数据中心，记录着全球各个分部的销售情况。比如北京分部过去的一周卖了多少车，他们是SUV还是轿车，他们是组装车还是原装车。

随着5G技术在全球的普及，这个数据库的数据将越来越详尽和及时。人工智能服务器就能通过分析实时销量等多组数据，来预估未来每天每个分部的销量。根据销量来安排配件的进货量与工厂的生产进度。这样不仅可以有效的减少库存量，提高资金流动效率，顾客提车的时间也可以大大缩短。没准今后买车可以做到上午网络预定，下午过去就能提车。或者顾客在网上定制一辆个性汽车，总部收到订单之后，一周以内就可以做到交付现车。

这仅仅是互联网与工业融合的一个案例，在未来互联网将像电力那样成为现代工业的基础，融入现代工业的方方面面从而大大的提升劳动生产力。相信过不久，我们回头再看没有互联网技术的工厂，就如同工业革命前的手作坊一样原始且毫无竞争力。

机器间的大规模协作不仅仅会影响我们的工业，随着5G技术和物联网产业的发展。人类社会最终将达到万物互联（Internetofeverything）。从而彻底改善目前人类社会的一些痛点。

举个具体的例子：堵车问题是困扰着全球的大中型城市的普遍难题。这个问题在当今科技水平下这似乎是一个无解的难题。大型城市中心的道路资源是有限的，当人口不断的聚集在一起。人人都要买车上路的话，堵车就是一件司空见惯的事情了。目前的解决方案是建地铁和城市公交系统来改变人们的出行方式，以及通过限行和限牌来制约道路上车辆的增加。但这依然无法从根本上解决堵车的问题。

让我们换一种思路，用科技的手段来解决堵车问题：车辆通过一个路口时，会因为等信号灯而排队。而信号灯变为绿灯时需要一辆辆车辆顺序启动，这样本来一个效率很低的通行模式。碰到前面的司机开小差玩手机，整个车队就可能为此多等几秒。试想一下如果当所有车辆都连入5G网络。一旦信号灯变绿，那么所有车辆可以立即整齐划一地启动通过，就如同一列火车的一节节车厢一样。当头车踩刹车时，后边的车辆也同时踩了刹车。车辆能做出这样整齐划一的动作。那么我们的通过效率就能提高好几倍都不止。（当然了，这种效率的前提是需要所有车辆都连入5G网络。如果有一辆车不支持这项技术，它就会变成整个车队中的短板。也就是所谓的木桶效应）

堵车的另外一种常见情况是前方发生了交通事故，这在道路拥堵的城市中似乎难以避免。但车联网之后，所有车辆的行驶都由自动驾驶系统接管，并接受云端服务器的调控。交通事故的发生几率将大大被降低，道路上的交通事故少了，车辆通行自然就顺畅了。

这还没完，目前每个路口的信号灯大多都需要人工手动调整。有的时候道路明明很空，我们却要等信号灯变为绿灯才能通过，这实际上也是一种时间上的浪费。如果可以把所有的信号灯都联网，云服务器就可以通过传感器汇集各条道路的车辆信息，并动态控制每个信号灯。这样整体的通行效率是不是又提高了一个层级呢？

未来的智能城市交通系统会将所有车辆与信号灯全部联网，并交由云服务器管理。我们出行的时候只要输入目的地地址，服务器就会自动给车辆规划最优路径。自动驾驶系统会带我们去目的地。我们在车上可以自顾自休息，娱乐或者聊天。如此不但将人们从车辆驾驶中解放出来，并且也能极大的改善城市拥堵问题。同时具备人工智能的城市交通系统还会收集分析交通数据，通过自我学习和优化算法不断提升道路交通的处理能力。

最后，互联网的发展还可以虚拟现实技术进一步拉近人与人之间的距离。目前已经有很多工作可以通过云协作的方式完成。未来随着宽带带宽的进一步升级，5G网络的普及。笔者在温州的家中也可以通过网络去北京的公司面试和上班，与公司的同事通过网络相处和交流。这种趋势发展下去，人们不再需要居住在大型城市中才可以获得最优质的资源。大中型城市集中优势渐渐失去，人们居住的渐渐分散。大中型城市的拥堵问题可以得到根本性解决。

以上仅仅是互联网的进一步发展给人类社会带来的改变一个小例子。这种改变将来自于各个行业以及生活中的各个方面。

四、互联网发展的后遗症——隐私泄露和价值传递问题

互联网时代，信息高速公路越来越快，个人隐私泄露的问题也就日趋严重。年Facebook因数据泄露丑闻，其公司CEO扎克伯格前往美国国会大厦接受了5小时的听证会。随后欧盟更是颁布了史上最严厉的个人隐私保护法。这都表明了互联网时代，人们对个人隐私泄露的深深担忧。

但在互联网加速普及趋势下，用“堵”的方式对待隐私泄露问题有点“因噎废食”之嫌。使用AI技术来保护数据隐私，通过人工智能技术加强对隐私的保护应该是最好的办法。通过大数据分析和机器自我学习的过程，AI鉴别和保护隐私数据的能力会越来越强。也只有随算力和互联网一起发展的AI技术才可能是解决大数据时代个人隐私问题的根本办法。基于隐私保护技术为核心构建的数据安全体系，也将成为发展大数据、云计算和物联网的基石。

互联网普及后凸显的另一大问题就是价值传递问题。如今的互联网最大功能是信息传递，却难以实现价值传递：原先你喜欢一首歌，可能会去买一张正版的CD光盘。而如今互联网普及了，你在网上就能方便地下载到。随便一份未授权的拷贝都属于盗版范畴，而在网络时代拷贝实在有点太容易了……仅仅靠个人自己的约束力和消费习惯还是远远不够的。

区块链技术或许是解决价值传递的最优解法。因为写在区块链上的每一笔交易都不可篡改，且很方便追溯到源头。如果你的电脑有了一首歌，但它没有附带区块链上购买记录，那么你就是属于下载盗版了。

同时区块链还可以有效解决食品和药品等实物商品的溯源问题。并且有望改变在金融领域和征信领域的现有格局。这些问题都将随着大批区块链应用的落地慢慢得以解决。

试想下如果你的所有行为都可能被记录到个人的征信区块链里并不能篡改，并且你还敢去下载盗版、卖假药或者忽悠人么？大家都需要尽力去维护自己的个人信用。一旦全社会的信用体系建立起来，不但食品药品更加安全，人与人之间、公司与公司之间沟通和贸易的效率也将大大提高。

从目前看来，区块链技术的记账系统的缺陷是效率不高。以目前比较成熟的虚拟币系统为例：比特币平均每秒钟只能记录7笔交易，以太坊可以记录13笔左右。而我们双十一的交易量峰值在54万笔/秒——也就是说如果我们用区块链在双十一当天下单，到了今天订单可能还没有被确认。造成这样的原因主要是分布式记账会产生大规模数据并发的需求。在当前的网络环境下，区块链的记账效率是不高的。

但随着5G网络的普及，未来的互联网具有大带宽、低延时和海量连接的特性。这些特性可有效的提升区块链系统的记账效率。所以日活千万级的规模化区块链应用走入大众，可以说是指日可待的事情。互联网和区块链是相互赋能、相互依存的关系。

总结：文章写得有些长了，感谢每一位坚持看完的读者。看完以上的介绍，你会发现其实这些貌似遥不可及的最新科技趋势。实际上是为了解决我们身边实实在在的痛点而生的。作为普通人的我们虽无法参与到研究工作中去，但我们至少可以理解学家们正在做什么，以及他们为什么要为之努力和奋斗。

这些趋势无论那一项有重大进展，都可以视为可革命性突破。不过它们之间也是彼此赋能的，一项技术有重大进展的同时可能会带动另外几项技术的突破。