随着智能应用快速普及,算力需求持续攀升,性能提升与能耗增长之间的矛盾日益突出;尤其端侧智能设备以及数据中心等场景中,计算、存储与数据搬运带来的能量消耗和延迟问题,正成为制约系统效率与规模化部署的重要瓶颈。因此,香港科技大学与英特尔宣布成立“香港科技大学-英特尔联合实验室”,以三年为周期聚焦高能效近存计算等关键方向,瞄准高效、可持续的计算范式。 问题在于,当前许多智能工作负载呈现数据密集型特征,系统性能往往不再仅由算力决定,而更多受限于内存带宽、I/O吞吐与数据在计算单元和存储单元之间反复搬运的成本。一上,模型规模扩大、推理与训练频次增加,对内存层次结构、片上互联与系统软件提出更高要求;另一方面,能效约束日益严格,既关系到终端设备续航与散热,也影响数据中心运营成本与碳排放表现。如何更低能耗下实现更高吞吐与更稳定的实时性,已成为产业与学术界共同关注的关键课题。 原因层面看,传统架构在“算力—存储—通信”之间存在结构性不匹配:计算单元快速迭代,但数据通路与存储访问的开销增长更快,“内存墙”现象在新型智能负载下更为突出。另外,单纯依靠工艺进步难以长期对冲能耗压力,系统级创新愈发重要。近存计算通过缩短数据路径、降低搬运频次,有望在能效与性能之间打开新的空间;而要让这个思路真正落地,还需要从硬件架构、编译与运行时、算法映射诸上实现协同优化,形成可复用、可扩展的系统方案。 联合实验室的设立,正是对上述趋势的回应。根据双方披露的信息,实验室将探索高能效近存计算架构,并以软硬件协同设计为牵引,面向智能设备计算、内存、I/O带宽及能效等上的挑战开展研究。该合作由香港科技大学副校长(研究及发展)郑光廷与英特尔中国研究院院长宋继强签署协议,香港科技大学首席副校长郭毅可、英特尔中国区董事长王稚聪以及英特尔公司大学合作资深总监Gabriela Cruz Thompson等共同见证联合实验室成立。联合实验室将由香港科技大学电子及计算机工程学系讲席教授兼方氏工程学讲席教授谢源牵头推进。 从影响看,此类产学研协同的价值不仅于提出新概念,更在于打通从理论到原型、从原型到应用的链条。一上,面向近存计算的架构创新需要结合真实工作负载进行评估,形成可衡量、可对比的性能与能效指标体系;另一方面,软硬件协同设计强调编译优化、算子库、数据布局、调度策略等层面共同发力,避免“硬件先进但生态缺位”的落地难题。若研究取得进展,有望为端侧设备带来更优的性能功耗比,推动更多实时智能能力在本地完成;同时也可能为数据中心和边缘节点提供节能增效的新思路,在更高算力密度下实现更可控的能源消耗。 对策路径上,联合实验室的攻关方向可概括为三点:其一,以近存计算为突破口,围绕数据路径与存储访问进行系统性重构,降低数据搬运带来的能耗与延迟;其二,以软硬件协同为方法论,兼顾架构、系统软件与算法映射,形成可移植、可扩展的工程化方案;其三,以应用牵引验证为抓手,在智能终端、边缘计算等典型场景中持续迭代,推动研究成果走向可用、可部署的技术形态。香港科技大学上表示,该合作呼应其《策略发展计划2031》中将“人工智能、未来计算与电子学”列为核心研究方向的部署,也体现推动科研成果落地应用的取向。英特尔方面则强调建设开放生态、加强与学术界合作、加速成果产业化落地,并将其与绿色技术创新和可持续发展目标相衔接。 前景展望,面向高能效智能计算的竞争将更多体现为体系结构与生态协同能力的竞争。随着智能应用从云端向端侧与边缘延伸,能效约束将长期存,低功耗高性能的计算范式将成为关键变量。近存计算等方向若能在标准化接口、软件栈适配、可验证的安全与可靠性等上形成系统成果,有望更扩大应用边界,并带动有关人才培养与技术转化,提升区域在未来计算与微电子领域的创新活跃度与产业带动效应。
此次合作展现了香港作为国际创新中心的科研实力,也反映了产学研协同的重要价值。在全球科技竞争日益激烈的背景下,基础研究与产业应用的结合将成为推动技术进步的关键。未来,更多这样的合作有望催生具有自主知识产权的核心技术,为我国在新一轮科技发展中赢得优势提供支持。