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研究与创新

数字化和碳中和,是当今世界的两大重要课题,对于ICT的未来影响深远。全球数字经济高速发展,数字化需求超出预期;供给侧,香农定理和冯诺依曼架构已遇到很大瓶颈。2021年,面向未来的可持续发展,华为进一步在研究与创新领域加大投资,努力探索科学技术的无尽前沿,识别产业需求并攻克世界级的难题,以愿景和假设为牵引,与全球学术界开放合作,持续探索新理论、新架构、新技术,支撑产业长期可持续发展。

持续加强基础研究,广泛探索通信、计算、人工智能等领域中的基础理论问题

持续完善无线基础理论,不断逼近香农极限。通过开展稀疏叠加码的原创性理论和算法研究,导出快速变换编码矩阵下的香农极限,进而大幅简化收发机设计。

发布 6G 愿景,定义未来新业务、新场景和新技术趋势,推动 6G 产业共识。构建原生智能、全频谱无线通信和感知一体化、新空口框架、超密卫星与地面蜂窝融合和可信网络新架构体系,使能 6G 智能链接。持续研究无线传输新型原创架构和新器件,重构传统蜂窝设计,提出未来无线网络的容量中心架构,并推导无线网络容量的理论边界,使能未来高低频网络的覆盖容量提升,夯实无线网络产业根基。

研究与创新

左图:“世界级”数学家加入华为:生于 1966 年的拉福格 18 岁时就在国际奥林匹克数学竞赛中获得银牌,35 岁时因对数论和代数几何的突出贡献,获得被誉为数学界“诺贝尔奖”的菲尔兹奖。2021 年,拉福格加入华为巴黎研究所,他当前研究的拓扑斯理论是一个高度抽象的数学命题,可能作为理论基础为通信、计算、人工智能领域打开新的世界。2020 年,在法国巴黎建立拉格朗日数学计算中心,该中心以开放的机制,吸引优秀学者参与研究并培养青年研究员。

右图:法国巴黎拉格朗日数学计算中心。

探索光通信的非线性波形设计方法论,突破光纤非线性业界难题,实现传输距离显著提升。构建网络流量精细预测模型,完善网络 SLA 精算理论,突破 ms 级流量测量到 us 级流量建模的难题,极大地提升网络的可预测性与利用率。

持续研究存储编码技术,开创分治映射纵横递归编码思想,突破低复杂度增量纠错编码,提升分布式存储典型配比下吞吐性能显著提升。

突破 AI 图像编解码技术,推动 ISO/IEC JTC1 SC29新一代图像标准 JPEG-AI 立项。提出 AI 混合音频编解码架构,得到中国超高清视频产业联盟 CUVA 和数字音视频编解码技术标准工作组 AVS 的认同,成为其共同制定的空间音频编解码标准的技术基础。动态 HDR 核心技术使能 HDR Vivid 行业标准获得产业界普遍认可,HDR Vivid 视频内容规模超万小时。

压强投入,厚积薄发,推动创新升级与产业快速发展

突破新型编码、信号处理、光电器件等光网络技术,支撑长途单波向更高速率演进。掌握光放大关键材料及制备工艺,验证超宽光谱传输技术的可行性,通过光背板架构与技术创新,攻克 C+L 波段的高精度高密度相关业界工程难题,使能单纤传输容量翻番。突破高功率光源池,硅光集成等关键技术,支持数据中心 N*100G 的低成本和高密光互连,使能数据中心网络最大化计算性能。基于光纤传感、光谱检测、MEMS 传感算法及架构创新,光网络延伸至油气、煤炭、港口等行业,使能行业数字化转型。

攻克新型以太技术,全新定义极简低时延数据中心网络全栈技术,并和计算原生互连技术(Unified Bus)融合实现UBoE(UB over Ethernet) 解决方案,实现超过 300K 节点超大组网规模、超过 100T 单交换节点容量、小于 130ns 超低静态时延的计算互连网络。面向万物万网互联场景,持续研究新型网络协议体系和分布式转发架构,并和运营商、行业客户、合作伙伴等一起深入合作,在工业互联网、IoT接入、智慧城市、智慧园区等场景开展先行试点,为客户提供确定性、内生安全、极低功耗连接的互联体验。

自动驾驶网络以自动、自愈、自优、自治为目标,核心特征是融合感知、数字映像、知识自学习、适应性决策。无线网络负载自学习创新算法实现多种能源智能协同,最大化利用绿能,使用电成本相比人工策略降低 10% 以上。突破网络知识图谱技术,累积 15 个产品的 110 多万条网络运维知识,并形成秒级推理能力。

基于华为全栈 AI 发布了业界首个达到 2 千亿稠密参数规模的大模型盘古 α。发明加法神经网络替代深度学习中的卷积运算,减少大规模的浮点乘法,能效比提升 30-50%。面向超大规模 AI 模型应用,突破混合模型并行训练、部署、调度算法和通信技术,全方位提升功耗、性能以及成本竞争力。突破异构分布式集群编译优化、自动部署和高效执行等技术,使能 AI、搜索等计算任务性价比倍增。突破大带宽介质检测算法、高性能内存纠错码和低冗余数据纠删码理论与算法,有效提升计算和存储的可靠性。

持续突破计算摄影、计算光学和原色引擎等技术,引领手机拍照技术创新,为用户提供更好的影像体验。空间计算、空间视频、三维重建等核心技术突破,构建了沉浸式虚实融合的新体验。突破半开放式人耳自适应降噪技术,打造舒适降噪新境界。超高清低时延视频处理技术支撑终端多设备协同,为用户带来更佳的视频体验。

首创“双楔”外形和“无缝水滴”转轴折叠设计,两块屏幕紧密贴合,杜绝外界灰尘、沙粒对内屏与铰链的磨损, 支撑多款折叠机上市并引领行业发展。智能手表突破八通道高性能、高灵敏 PPG 模组和智能算法模型,挑战动态心率的运动干扰极限,实现超过 40 个运动场景动态心率精度行业第一。

基础软件研究与创新持续加强,通过软件架构创新和系统全栈优化大幅提高硬件资源利用效率,构建领先的竞争力。OS 突破确定性调度、资源柔性隔离等技术,满足嵌入式场景极致时延要求、云典型场景资源利用率倍增。毕昇编译器突破多核并行、自动矢量化等技术,深度软硬协同助力自研芯片多样性算力性能领先业界。GaussDB 突破全并行多核处理和 AI 自优化等核心技术,在高性能、高可用和自治运维等方面竞争力领先,实现七大关键行业格局突破。在软件生态方面,坚持开源开放,打造“四梁八柱”技术架构,面向金融、企业、政府等关键行业实现技术与生态双突破,欧拉 /HarmonyOS 等生态建设进入快车道,搭载 HarmonyOS 的华为设备超过 2.2 亿台。连接、渲染、AI、地图、搜索、数据管理、Kit 框架和 AR Engine 等多项技术支撑超过3,000 个应用迁移,HMS 活跃设备超过6 亿台。

持续研究可信理论、构建可信技术与工程能力。持续与业界一起推动可信理论、标准和规范建设,是 ISO、ITU-T、3GPP、ETSI、IETF 等标准中可信相关工作组的主要参与方和贡献者。致力于软件工程能力及开源软件可信能力提升,开展可信编程语言研究及工程能力构建,是 Rust 基金会的 5 大创始会员之一。研究开源与漏洞管理技术,保证来源可信,提升开源漏洞定位精度与效率。开展密码学、 AI 可信、系统安全、隐私增强计算等基础前沿技术的研究探索及应用落地,提升产品安全韧性能力。持续开展功能安全、人因工程等工程技术研究,使能 ICT 技术进入千行百业。

研究与创新