国家重点研发计划“先进计算与新兴软件”重点专项2023年度项目申报指南(征求意见稿)

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重点摘要

关键词
为落实“十四五”期(略)安排,国家重点研发(略)与新兴软件”重点专(略)方案的部署,现提出(略)报指南。本专项总体(略)统结构、新型存储架(略)场景,构建神经元计(略)算一体系统、拟态计(略)系统效能相比传统计(略)级;针对大规模数据(略)制内存池化与分布式(略)存储、持久数据存储(略)键技术,存储性能提(略)同关键技术,在晶圆(略)算、云边端协同、自(略)撑技术突破,构建新(略)机物融合系统、软件(略)支撑我国信息技术和(略)实施周期为 5 年(略))。2023 年度(略)问题导向,拟围绕新(略)新型存储系统、领域(略)、新兴软件与生态系(略)启动 18 项指南(略)型计算系统结构与系(略)杂计算场景的图计算(略)究内容:研制统一图(略)、图挖掘、图学习等(略)静态图、动态图等多(略)计算场景的图计算高(略)加速器的任务调度、(略)其他处理器的协同计(略)景的图计算编程环境(略)的敏捷开发、代码生(略)面向复杂计算场景的(略)大图、并发图等场景(略),设计全系列场景图(略)并流片,研制面向复(略)并面向典型应用开展(略):基于单个图计算加(略)典型算法计算性能提(略)raph500 标(略)法 PageRan(略)0GTEPS,标准(略)e(≥3)计算性能(略)基于图计算加速处理(略)功耗比提高 100(略)500 标准 数 (略) 遍 历 算 法 (略)能 功 耗 比 达(略)/W,标准图挖掘算(略))性能功耗比达到0(略)于上述图计算机的分(略)级顶点图数据规模,(略)准数据集上执行典型(略) 2 个数量级;针(略)3 个典型应用开展(略)算,硬件加速器,编(略)1.2 异构融合高(略)关键技术类)研究内(略)算相融合的新型计算(略)多张量流计算模型,(略)计算指令集,研究新(略)算芯片体系结构,高(略)计算和图形计算等多(略)究支持动态高维映射(略)重构的运算加速部件(略)智能应用需求,研究(略)拓扑和多模式通信的(略)应用数据特征的高聚(略)标:完成统一智能指(略)能计算芯片研发,单(略)性能>1600TF(略)学计算峰值性能>1(略)4;领域计算峰值性(略)ixel/s,支持(略)le、MindSp(略)框架,实现不少于 (略)用验证。关键词:智(略),科学计算,智能计(略) 自演进异构融合的(略)关键技术类)研究内(略)长航时遥感分析平台(略)多变影像数据的应用(略)、自我演进能力的异(略)研制。具体包括:研(略)学习理论模型,支持(略)、知识迁移和模型扩(略)同自演进的联邦学习(略)性的知识迁移;研究(略)的高效运行时环境和(略)芯片,支持自演进智(略)研究自演进异构融合(略)技术,基于国产化芯(略)力的智能计算平台;(略)等典型场景下进行示(略)差异场景下持续学习(略);支持目标分类、目(略)不少于 6 种;支(略)智能计算节点之间的(略)产处理器和智能芯片(略)自演进智能计算系统(略)于 20 个,算力(略)PS/W 以上;在(略)析等典型场景下开展(略):边缘智能,自演进(略)合。 1.4 面向(略)与验证(青年科学家(略)杂科学计算快速高精(略)算量子算法加速理论(略)量子牛顿法等科学计(略)数据的量子随机存储(略)的科学计算仿真应用(略)机的复杂科学计算算(略) 2 种以上专用量(略)加速性能两个数量级(略)实现高效量子计算模(略)00 节点以上的大(略)为典型仿真提供支撑(略);提供基于真实量子(略)计算算法;提供 2(略)量子计算软件;提供(略)编译量子程序的量子(略)计算,科学计算,量(略)新型存储系统  2(略)式的分布式存储系统(略)内容:研究多种非易(略) 层次化与平行化结(略)究多层次、多介质角(略)储介质的融合管理;(略)式元数据服务和高性(略)究面向分布式存储的(略)热度区分的分布式存(略)AI 使能的分布式(略);研制支持分布式文(略)式对象、分布式块等(略)储系统。考核指标:(略)与 DRAM 层次(略)存储架构,研制面向(略)储系统,支持混合内(略)池与非持久化内存池(略)储有效支撑人工智能(略)算和高性能计算等应(略)布式 KV、分布式(略)据存储和访问形态;(略)统读写带宽和 IO(略)升 10 倍以上,(略)典型应用场景下,系(略)键词:分布式存储,(略) 2.2 面向智能(略)共性关键技术类)研(略)能计算的分布式边缘(略)智能计算的边缘数据(略)及设备;研究边缘存(略)配套编程框架、一体(略)动软件;研究面向边(略)高效检索、适应边缘(略)术与软件、支持高效(略)台;研究面向云/边(略)储协同调度软件;研(略)并在典型场景下开展(略)用面向智能计算的边(略)件设备功耗不高于 (略)于 5TB,峰值存(略)/s,4KB 随机(略)低于 200 万 (略)比于传统通用计算架(略)级以上;基于存算一(略)于 8 个节点的分(略)式边缘存储系统支持(略)统99%尾延迟相比(略)0%,配套软件提供(略)框架的支持;支持云(略)处理,边缘 TB (略)延时小于 0.1 (略)支持对包括持久性内(略)协同调度、数据预取(略)、工业互联网、视频(略)行示范应用。关键词(略)存储。 3.3 高(略)性关键技术类)研究(略)安全自主可控持久内(略)量、高性能持久内存(略)效安全持久内存原型(略)内存从仿真到实用间(略) 级高效安全持久内(略)容量持久内存设备,(略)高性能、高可靠、高(略)久内存系统的高效组(略)B 级高效安全持久(略)安全持久内存原型样(略)久内存数据安全性研(略)加密方法与优化方法(略)保障与优化方法,优(略)管理,设计基于持久(略)全持久内存系统可用(略)存系统数据可靠性机(略)统的数据崩溃一致性(略)内存系统的负载均衡(略)全持久内存尾延迟;(略)管理与应用,研究轻(略)机制,研究动态安全(略)研究多级别的安全性(略)的故障预测机制,并(略)域开展应用示范和验(略)可寻址的持久内存设(略)2TB,研制持久内(略)可靠性的基础上设备(略)s,提供高可扩展的(略)法,在避免访存请求(略)统内存总带宽大于3(略)B 级高效安全持久(略)容量不低于 6TB(略)原型及配套系统软件(略)可用性保障方法功能(略)件栈延迟不超过数据(略)研制高效安全持久内(略)整性、可用性保障,(略)升系统性能 30%(略)延迟 50%以上,(略)%以上;构建高可用(略),达到芯片间 12(略)安全持久内存系统的(略)溃毫秒级恢复,9 (略)迟降低到微妙级;保(略),避免基于侧信道的(略)法可降低 40%的(略)性内存写入数据量,(略)在 AI 参数服务(略)示范,并在国际标准(略)际领先水平。关键词(略),一致性,可用性。(略)体芯片与系统(共性(略)研究感算一体计算模(略)信号处理、信息融合(略)构芯片集成架构;研(略)的机制,包括大规模(略)级实时调控技术、传(略)理与时空双维度计算(略)感阵列的高速并行数(略)感算一体单元异构集(略)算力、低功耗的感算(略)、遥感探测、类脑计(略)低功耗及海量数据实(略)计算空间信息融合应(略)考核指标:设计阵元(略)知的异构集成芯片架(略)现阵元级实时调控的(略)号数据量降低 1 (略)模多通道传感阵列数(略)系统,支持阵元数目(略)帧率不低于 10k(略)片,处理器支持 8(略)能效比峰值不低于 (略)传感阵列与处理芯片(略)距小于等于 5μm(略)、类脑计算、无人驾(略)景下实现一种或以上(略)一体,传感阵列,计(略)  3.   领域(略)  3. 1 晶圆(略)共性关键技术类)研(略)新型计算领域的应用(略)新型计算系统。具体(略)制件标准化设计方法(略)态构造方法;研究领(略)环境,支撑计算结构(略)部署和运行时管理的(略)级供电网络和散热模(略)、超高热流密度芯片(略)配晶上计算系统的典(略)案例,创建测试评估(略)新型计算系统的性能(略)制加速器、存储、互(略)预制件及晶上系统底(略)接口协议,集成规模(略),预制件拼装互连带(略)ink,相邻预制件(略)s;研制晶圆级集成(略)板互连密度线宽/线(略)μm,供电与散热密(略)m2;开发在线主动(略)务在线实时部署生效(略)建立基于晶上计算系(略)一套标准测试集和详(略)种实际场景中开展应(略)集成,集成电路,新(略)上系统。 3.2 (略)构与系统软件(共性(略)研究面向云边端协同(略),突破支持多类神经(略)算结构、可重构互连(略)务编排等技术;研究(略)布式计算基础架构,(略)建、广域存算协同调(略)等技术;研究面向云(略)源管理系统,突破算(略)时感知、异构资源的(略)同管理;研究面向云(略)管理平台,突破广域(略)管理框架、智能自适(略)迁移及多端运行统一(略)的云边端协同场景中(略):设计一种面向云边(略)制化芯粒结构,可支(略)ransforme(略)于 4 类神经网络(略)域分布式计算基础架(略)能不低于网络传输性(略)算协同调度下的任务(略)研发云边端协同一体(略),支持 3 种及以(略)计算平台的资源管理(略)rvisor 同时(略)4 种及以上的异构(略)异构网络80ms (略)面向云边端任务协同(略),动态情况下满足 (略)延迟要求,实现运行(略)不高于 1s,多端(略)3 种及以上计算平(略)造、智慧交通等 2(略)同场景中实现应用验(略),领域定制芯粒结构(略)分散资源管理,异构(略) 机密计算硬件加速(略)研究内容:研究机密(略)并构建专用模块的加(略)算性能;研究系统模(略)泛适用的动态重构;(略)块化体系结构以支持(略)与计算速度相制约的(略)密和零知识证明硬件(略)密计算硬件加速库可(略)码算法,且定制化加(略)算计算速度提升 1(略)加密和零知识证明等(略)泛使用软件实现方法(略)倍以上。关键词:机(略)构。  3. 4 (略)实时计算系统 (共(略):针对高速信号流在(略)难、信号处理效率低(略)专用智能芯片,实现(略)强修复等功能;研制(略)算、数据压缩等专用(略) CPU、FPGA(略)平台;研究面向任务(略)存资源分配及算子优(略)算与非线性计算、融(略)度学习的综合算法/(略)统,在天文、声学等(略)指标:弱信号提取专(略)度比现有系统提升 (略)提取单元,实现实时(略)倍;面向不少于 2(略)识别、信号增强等 (略)弱信号识别能力(等(略)完成不少于 2 类(略)号提取,高通量计算(略) 基于 RISC-(略)研究(共性关键技术(略)ISC-V 的开源(略)用架构(DSA)需(略)异构架构的 RIS(略)究内容包括研制基于(略)集扩展接口与协议;(略)工具链;研制支持异(略)作系统、编译与运行(略)多款基于异构RIS(略)及应用示范。考核指(略)-V 的指令集扩展(略)开发支持基于 RI(略)SA 架构的工具链(略)应 DSA 架构的(略)2 款针对真实场景(略)V 原型芯片。关键(略),异构架构设计,开(略)层次融合的软件定义(略)青年科学家项目)研(略)数据流抽象机模板及(略)多粒度数据流的编程(略)件可定义的多层融合(略)异构分布式环境下多(略);开展基于多层融合(略)习示范应用。考核指(略)级和线程级三层数据(略)少 3 种以上不同(略)异构分布式环境,程(略)统提高 60%以上(略)倍以上;在图计算领(略)统的有效性,较传统(略)5 倍以上,并推广(略)业。关键词:数据流(略)  4.   新兴(略)1 基于新型硬件的(略)键技术类)研究内容(略)数据库数据分布、索(略)发控制、查询优化等(略)实现一套超高密度、(略)于非易失内存的原生(略)L 和 RDMA (略)U 的高效分布式多(略)量等模型)数据查询(略)于新型硬件的多模数(略)现基于非易失内存的(略)主知识产权,支持金(略)数据查询分析和事务(略)器件原生特征;同等(略)模达到当前内存数据(略)上;与国内外具有代(略)在同等数据规模和吞(略)尾延迟降低一个数量(略)表性的开源数据库相(略)据库恢复速度提升两(略)有代表性的开源多模(略)个数量级;至少支持(略);在 2 个以上战(略)场景中使用。关键词(略)硬件,多模数据库。(略)实时嵌入式智能软件(略)研究内容:研究面向(略)多核芯片的嵌入式智(略)、分级实时和多内核(略)式智能软件系统的高(略)究嵌入式轻量级安全(略);研究嵌入式智能软(略)动构造和防护机制自(略)嵌入式智能软件系统(略)驶和智能工业机器人(略)。考核指标:实现进(略),内核种类不少于 (略)上不同属性内核同时(略)内核扩展;支持异构(略)安全机制,能对 5(略)进行有效防护;实现(略)us,启动时间≤1(略)持 128 核的高(略)行机制和异构冗余文(略)PU 核心+2*A(略)dlePaddle(略)等 2 种及以上深(略) 3 类常用智能化(略)种智能辅助驾驶和智(略)词:智能软件,高安(略),新型计算架构。 (略)算的低代码开发方法(略))研究内容:研究场(略)破人机物融合复杂系(略)自动化构造、运行和(略)场景,研究框架式复(略)解、框架代码的抽象(略)的组合分析、面向框(略)态混合分析等理论与(略)的低代码模板自动挖(略)的智能化低代码开发(略)代码智能合成以及面(略)保障等关键技术,研(略)平台的元工具环境,(略)开发平台。考核指标(略)开发平台的方法,支(略)域的低代码模板表示(略)0 万种以上低代码(略)时间不超过 0.1(略)%以上的低代码模板(略) 级和片段级代码智(略)终完成代码的 70(略)维护准确性达到 9(略),基于领域需求描述(略)的可采纳率达到或超(略)序代码的可采纳率达(略) 2-3 种典型新(略)自动分析与理解,并(略)场景开展应用。关键(略)发,软件自动化,软(略)4 面向数据中心的(略)件生态技术研究(共(略):针对 RISC-(略)部署与领域专用 R(略)态需求不断增长的挑(略)用场景的 RISC(略)究内容包括操作系统(略)链及开发工具集(S(略)SC-V的动态二进(略)术,推动 RISC(略)(X86/ARM)(略)开源芯片的研发路径(略)素、我国与其他国家(略)优势与短板、以及我(略)发展潮流的行业建议(略)据中心应用场景的 (略)发行版 1 套,能(略) 种典型 RISC(略)据中心应用场景的编(略)SDK)各1 套,(略)RISC-V 扩展(略)SC-V的动态二进(略)台 1 套,X86(略)到原生性能 50%(略)RISC-V 指令(略)具链和基础库的核心(略)三)。在服务器领域(略)础软件生态成熟度与(略)ISC-V 对行业(略)展建议报告、及不少(略)各 1 份。关键词(略)件、编译工具链、开(略)