計算體系架構不僅是網信產業的技術基礎，也是網信產業的技術高地。作為我國網信產業的領軍企業，華為、阿里、中國電子經過長期艱苦探索實踐，分別形成了各自具有代表性的計算體系架構。北京交通大學信息管理理論與技術國際研究中心（ICIR）認為，盡管三家企業在探索實踐的三種計算架構中作出了巨大努力，取得了卓越成績，并已具備良好的產業基礎和應用前景，但是三條計算架構路線發展尚不夠成熟，距離“再不受制于人”和高水平自立自強的訴求還有一定差距，三條路線都各自面臨著挑戰。

“生態構建”“高端技術”“補短板”多強爭鋒各具特色

華為形成了以“生態構建”為特色的計算架構。華為信創的最大特色就是構建產業生態。華為提出構建六大數字技術生態，包括鯤鵬生態、昇騰生態、HMS生態、鴻蒙生態、華為云生態和MDC（智能駕駛計算平臺）生態。華為生態體系的核心是“歐拉﹢鴻蒙”萬物互聯操作系統，歐拉定位于數字基礎設施操作系統，鴻蒙定位于物聯網智能終端操作系統。通過軟總線技術實現鴻蒙與歐拉的底層連接，一個以“歐拉﹢鴻蒙”相互連接為中樞，向下連接底層設備，向上連接終端設備，并廣泛應用于各行各業的萬物互聯操作系統生態已經成形并逐漸走向成熟。

阿里形成了以“高端技術”為特色的計算架構。阿里2008年就提出“去IOE”，是我國企業信創的鼻祖。阿里信創的最大特色是形成了一大批全球領先的技術集群，形成了以“高端技術”為特色的信創路線。阿里的龍蜥社區、AliSQL數據庫社區是國內最大的操作系統和數據庫開源社區。阿里的數據庫包括螞蟻金服的OceanBase和阿里云的PolarDB，兩者全部入列Gartner全球數據庫魔力象限第一陣營。其他如玄鐵系列CPU、含光系列人工智能芯片、倚天710芯、CIPU數據中心專用處理器和飛天操作系統等也都有亮眼表現。

中國電子形成了以“補短板”為特色的計算架構。計算產業鏈上的許多環節是中美科技競爭的焦點，也是我國的短板和“卡脖子”環節，其中，EDA設計工具、芯片制造、操作系統和CPU是最嚴重的“卡脖子”環節。中國電子集中“優勢兵力”，著手解決計算體系架構中的“卡脖子”問題。中國電子的華大九天是國內排名第一的EDA工具廠商，麒麟操作系統和飛騰CPU基本上解決了我國網信產業“缺芯少魂”的問題，積塔半導體專注于模擬電路、功率器件所需的特色生產工藝研發與制造。

三種計算架構面臨多重挑戰

華為鯤鵬計算架構面臨三重挑戰。一是芯片設計和制造斷供。自2019年被美國列入實體清單后，華為盡管依舊傲然挺立于中國網信產業之巔，但業務規模縮水近三分之一，發展步伐受到牽制，華為鯤鵬計算架構也因鯤鵬芯片在上游受到EDA工具斷供、下游受到臺積電流片斷供而陷入困頓。

二是產業生態碎片化。華為計算路線的最大特色就是構建產業生態，其核心是“歐拉﹢鴻蒙”萬物互聯操作系統，通過軟件開放，吸引更多的中下游合作伙伴加入華為生態中。但從實際結果來看，不僅六大生態之間相互獨立還遠未融合，各生態本身的建設還需要克服許多障礙。

三是產品類型多元化。網信產業是全球化分工程度最高、對專業化能力要求最苛刻的產業之一。從全球角度來看，很少有大而全、多元化的企業能在網信產業中生存發展。華為是全球網信產品種類最多的企業之一。雖然這在一定程度上避免了將雞蛋放在一個籃子里的風險，但畢竟不同產品形態有著不同的業務特點和文化基因，一家企業要把差異如此之大的不同業務都做好，這是極其困難的。

阿里新型計算架構同樣面臨三重挑戰。一是企業身份安全可信問題。不同于華為為大眾廣泛接受的民族品牌形象和中國電子的央企背景，阿里云的復雜股權結構對當前云業務在政企市場拓展構成挑戰。政企市場不同于互聯網市場的一個突出特點是，對云平臺的安全可控性具有近乎苛刻的要求，不僅要求云平臺提供商具有先進可靠的安全技術產品，而且對云平臺擁有者的身份也極其敏感。

二是云終端市場接受度低。終端產品是聯結計算廠商與用戶的最直接界面，也是計算路線普及發展必須跨過的一個門檻。阿里云在定制芯片和重構軟件的過程中，也推出了基于飛天操作系統、“長”在云上的“超級電腦”——“無影”云計算終端，不過至今市場反饋仍不理想。

三是市場份額逐年降低。近年來，隨著云技術的不斷成熟和云市場的新舊轉換，阿里云在技術和市場兩方面受到競爭對手的空前挑戰。盡管阿里云始終保持著全國第一大云的“江湖地位”，但近年來市場份額持續走低，從一度占據全國60%以上份額快速下滑到30%多。

中國電子安全先進綠色計算架構也面臨三重挑戰。一是體系化能力較弱。不同于華為與阿里的先有集團總部、后有各技術產品和業務部門的集中統一管理體系，中國電子是由眾多獨立的國有企業組建而成，大多數子集團和子公司早已形成了自己獨立的研發體系、產品體系和營銷體系，由此決定了中國電子集團更多地只能在戰略層面對下屬企業實施管控，各子集團、子公司間很難形成統一的產業體系。

二是產品技術水平較低。與華為和阿里研發大多由總部投入并規模巨大相比，中國電子的科技研發都是由各子公司獨自投入，其投入規模也相對較小。以中國電子計算架構中表現較為亮眼的芯片底座飛騰信息為例，飛騰信息2022年營收16.3億元，凈利潤1.8億元。盡管沒有披露當年的研發投入，但規模小、利潤低、還需要承擔當年的業績指標，科技研發投入很難得到足夠保障。

三是自主可控能力不足。自主可控、安全可靠是中國電子安全先進綠色計算架構得以存在和發展的邏輯起點。得益于央企的背景，中國電子在安全可靠方面具有先天優勢，但是在自主可控方面仍然具有較大不確定性。如飛騰CPU的技術來源于ARM公司的V8架構授權，并且以后無法獲得V9以上版本的授權，在V8架構基礎上分叉發展的飛騰CPU存在技術落后的先天不足。

高水平自立自強計算路線發展之路怎么走？

建立在馮·諾依曼架構基礎之上的傳統計算架構已經過70多年的升級演進，而華為、阿里、中國電子的三條自主計算架構體系路線僅發展了不到10年時間，在不斷成熟發展過程中面臨諸多挑戰是不可避免的。而上述問題的原因主要體現在三方面：一是沿用馮·諾依曼傳統計算架構路線；二是關鍵過渡性技術能力不足；三是各自為政，產業協同有待加強。盡管以華為、阿里、中國電子為代表的，有家國情懷擔當的企業在艱苦探索著自主計算架構路線，但沿著各自的計算架構路線單打獨斗，不僅分散了本就稀缺的寶貴科技力量，而且割裂了產業生態。因此，實現我國計算架構路線的高水平自立自強必須堅持長期主義和短期突破相結合——短期盡量減少內耗，中期設法繞道通過，長期實現架構變革。

短期來看，可采用“中國電子﹢阿里云”融合發展方案。華為、阿里和中國電子三家自主計算龍頭企業在技術產品、生態構建、安全可靠等方面具有極強的互補性，通過融合協同，實現資源優勢互補，短期內就能實現“1﹢1大于2”的效果，有效縮小與國際先進企業的差距。尤其是目前阿里和中國電子都在進行重大戰略調整，“中國電子﹢阿里云”的融合方式更具有現實意義和可操作性。

不久前，阿里宣布了“1﹢6﹢N”的新發展戰略，將在12個月內將包括阿里云在內的六大業務板塊分拆獨立運營并獨立上市。而中國電子將“重構計算體系”作為集團發展戰略的首要任務，但是，在計算產業核心技術、體系化產業生態和自主可控能力等方面都有明顯短板。阿里云的技術先進性與中國電子的安全可靠性具有極強的互補性，如果中國電子和阿里云通過重組融合發展，必將誕生一條技術先進、生態健全、安全可靠的新型計算體系路線。

中期來看，聚焦Chiplet等關鍵過渡性技術突破方案。Chiplet是指從芯片設計開始，先將芯片分解成不同計算單元和功能單元，然后每個單元選擇最適合的半導體制程工藝分別制造，再通過先進封裝技術將各個單元彼此互聯，最終集成封裝為一個系統級芯片組。其技術的核心是把不同工藝節點、材質、功能、供應商的特定功能單元，分別選擇不同的工藝制程進行生產，而不必受到晶圓廠的工藝限制，然后借助先進的封裝技術，從而實現以成熟制程的工藝達到先進制程的性能。

我國的半導體封裝能力在全球處于領先水平。華為、阿里和中國電子等計算產業龍頭企業，應主動將通富微電和華天等封裝企業納入其產業生態體系，通過Chiplet技術突破美國對我國先進制程芯片的圍堵。

長期來看，宜探索存算一體體系架構革命性變革方案。無論是不同計算架構路線間融合發展，還是突破Chiplet等關鍵性過渡技術，都是沿襲以“算存分離”為特點的傳統馮·諾依曼架構計算體系，都是治標不治本的權宜之計。要想徹底解決“功耗墻”“內存墻”等傳統計算架構的固有缺陷，完全擺脫美國的“卡脖子”限制，走出真正的自主計算產業發展之路，必須突破馮·諾依曼架構計算體系，從計算架構底層重塑計算產業體系。存算一體體系架構就是一種全新的、革命性的新型計算架構。存算一體體系類似于人腦，是將數據存儲單元和計算單元融為一體，大幅減少數據搬運，從而極大提高計算并行度和能效。

一旦存算一體芯片取得革命性突破，特別是存內計算芯片和內存執行計算芯片得到全面突破，全球半導體體系將完全重新洗牌，操作系統、數據庫等基礎軟件也將發生結構性變化，PC、服務器、手機、數據中心、云平臺、人工智能平臺等終端與平臺的內部構造統統都會發生全新革命性變化。此時，先進、綠色、自主安全的自主計算體系路線才真正形成，高水平自立自強的網信產業才具備堅實基礎。（作者：涂群 張茜茜  本文系北京交通大學ICIR“交大評論”特約稿）