据杰富瑞(Jefferies)最近的一份报告显示，第四次计算浪潮已经开始，它是由IoT采用并行处理作为解决方案来驱动的。导致计算发生结构性变化的主要力量可以追溯到20世纪60年代。
随着每一种转变，新解决方案的供应商往往会获得巨大的收益。第四波浪潮的最新力量是Nvidia及其HPC和人工智能(AI)并行处理平台，即GPU和CUDA编程平台。Nvidia的数据中心业务的增长——从2016财年的3.39亿美元增长到2017财年的8.30亿美元——是这一结构性转变的证明。人工智能和自动驾驶汽车对于技术和产品的需求是英伟达业务增长的关键驱动力，而这些因素可能与物联网有很大的关联。不过，物联网在安全和网络方面也有其他同样重要的要求，不能被忽视。
人工智能和并行处理的发展
让我们更深入地研究人工智能领域正在发生的结构性变化。机器学习训练、推理算法和相关技术是人工智能的基础，这些技术已经存在了几十年。对Nvidia这样的公司来说，创造了大量机会的拐点是:
·在多个行业中，大量有用的训练数据的可得性
·在硅片设计和工艺几何上的进步，使机器学习相关的并行处理具备了可接受的成本和功率分布。
随着越来越多的设备——包括不同行业的数量和类型——连接到互联网(换句话说,物联网的现象),将产生大量的有用数据，把这些数据用于机器学习,可以帮助企业改善用户体验，而这种积极影响的增长状态可以说是病毒式的。作为x86 CPU的协处理器，GPU为机器学习算法提供了大量的并行处理。GPU最初是为游戏和图形应用而设计的。除了像CUDA这样的多线程编程环境，GPU还被认为是能够最有效地执行机器学习算法的设备。
▲第四波计算浪潮将由并行处理和物联网驱动
GPU的多线程处理能够并行执行类似的任务，这对于如何最有效地执行机器学习算法来说，是至关重要的。这种处理方式与多用途的CPU(如X86和ARM)非常不同，它们针对普通软件应用程序(如web服务器和数据库处理)所需的单线程处理进行了优化。现代GPU还为大量需要通过机器学习算法处理的训练数据提供高速和高效的内存访问。
虽然多用途的CPU可以应用于机器学习算法，但无法满足计算性能的需求。随着每个晶体管成本的不断增加和新型硅工艺的出现 (也就是摩尔定律的终结)，优化的处理器如GPU已成为机器学习的必须品。
安全与5G网络将推动第四次浪潮
在IoT和第四次计算浪潮中，人工智能与网络安全在并行处理的重要性上有着明显的相似性。
我们生活的方方面面都需要无处不在的安全，而且这种需求也会因为物联网的发展而加剧。我们从最近的分布式拒绝服务(DDoS)攻击来看，如今的设备(笔记本电脑和平板电脑)是很容易被黑客入侵的，大家可以想象，在IoT大量普及的情况下(联网设备增多)，入侵范围及成功率可能也会更高。防止DDoS攻击的机制必须从外围扩展到数据中心服务器，以降低DDoS攻击的规模和速度。数据中心内传输的数据流量的增加也会使这种需求变得更强。
这种模式的第二个关键转变是对于执行网络流量遥测或阻挡恶意流量的流量可见性的需求。随着5G网络为新行业打开大门(带宽增加10X)，为电信服务提供商网络提供创新服务，这种需求将会进一步加剧。例如，各种类型的IoT传感器和自动驾驶汽车将增加智能手机等移动设备产生的数据流量。将网络分割成“片”的能力将会是确保对不同类型的流量保证正常服务水平的关键。这将对高速传输通道的分类和能见度产生要求。
Gartner预测到2019年，80%的网络流量将被加密。关键的相关技术是安全套接字层(SSL)和传输层安全(TLS)，用于保护web流量。当使用这些技术对流量进行加密时，就不可能获得所需的可见性。NSS实验室的一项研究报告说，解密防火墙设备上的SSL通信(为了获得流量的可见性)意味着对吞吐量的损失是74%，每秒的事务损失是87.8%。为了处理SSL解密引擎所需要的工作负载，需要更长的密钥来处理复杂的通信量。对延迟和相关服务级别的影响也很重要。最理想的解决方案是，在数据中心网络的外围设备中不实现这些功能，在这些设备中流量是聚合的，然后在所有服务器上分发SSL解密引擎工作负载。
使用SmartNICs扩展安全应用程序
为了在数据中心服务器上实现网络安全应用的规模、性能和效率，SmartNIC平台使用了优化的协处理器、NFP或网络流处理器。与GPU类似，NFP是多线程的，在一个芯片上有多达960个线程。类似于基于CUDA的GPU多线程编程，SmartNICs中的NFP支持使用C或更高级别的、与供应商无关的编程方法，如P4和eBPF，支持多线程编程。像GPU一样，NFP可以并行执行多个任务。与可以并行执行类似任务的GPU不同，NFP可以并行执行多个不同的任务——这是网络安全所需要的特性。
NFP支持使用多线程内存访问引擎，快速且低延迟地访问大量内存，使其能够并行处理大量复杂的信息流。最后，在人工智能领域，像Caffe这样的深度学习框架正在加速使用运行在GPU上的代码库。同样，在网络安全的世界中，分布式虚拟交换、路由、防火墙、DOS、负载平衡、其他安全性和可见性框架都使用NFPs上运行的代码库来加速。
总之，安全性和可见性的需求正在变得越来越普遍，DDoS保护和SSL或TLS解密等技术需要用COTS和数据中心服务器来实现。在这种模式下，使用协处理器的并行处理对于确保网络性能相关的服务水平和服务器的效率至关重要。类似于对人工智能的GPU等优化的协处理器的使用，对网络安全的优化协处理器将是一个主要的力量，因为第四波计算浪潮将使物联网世界得以实现。
为了实现可重新配置的架构，我们相信数据中心服务器的未来将有两个共同处理的位面——一个用于机器学习和人工智能，一个用于网络和安全。这些联合处理位面将支持创新的多线程编程环境，这些环境使用在联合处理中的硅片设计的应用程序优化特性，为服务器提供最佳的价格性能指标。【IT168 编译】
第四波科技浪潮袭来 你准备好了吗？
据国外媒体报道，消费者计算平台的演进并不是一条直线，而是波浪式地向前推进。个人电脑、互联网以及移动设备是前三波浪潮，每一次浪潮的发展速度更快，影响更大，更具创新性。目前，虚拟现实、增强现实以及混合现实组成的第四波浪潮正在朝我们再次袭来。
四波科技浪潮
我们身处计算平台的一次次发展浪潮，清楚明白每次浪潮的到来都不是一种独立的事件，包含一系列新生事物。而第四次浪潮也不例外，它包含着虚拟现实、增强现实以及混合现实。
虚拟现实技术让用户完全置身于虚拟世界，带给他们沉浸感；增强现实将虚拟影像叠加在用户的现实世界，增强用户感知；而混合现实则是将物体作3D化的虚拟处理并展现在用户的真实世界。从一方面说，无论是虚拟现实、增强现实还是混合现实，都是将虚拟物体转化为现实感觉。
颠覆式浪潮
计算平台每一次浪潮的发展速度都越来越快，达到的高度更高，并且对现有的计算平台都是一次颠覆。从第一台苹果2型个人电脑的推出到上世界90年代的加速发展，个人电脑浪潮的形成花费了20多年的时间。宽带互联网的浪潮从开始到2000年的拐点仅仅不到五年时间。而智能手机从iPhone面世到爆发式增长仅仅用了三年时间，而现在智能手机的浪潮还在不断带来各种商业创新。
目前，增强现实以及虚拟现实还处于科技市场发展的第一阶段（炒作、产品化、爆发、可持续发展）。其发展的硬件基础，从诸如谷歌Cardboard等低端设备到HoloLens等高端产品，总设备量到2018年不太可能突破1亿部。据统计，今年整个市场的营收将仅有数亿美元，2017年将有缓慢增长，而在2018年或将出现一个加速发展的拐点。
现实化的组合
虽然属于同一个浪潮，但虚拟现实、增强现实以及混合现实均有自己的规模和发展路径。
虚拟现实的两种设备形式——移动设备以及游戏主机或个人电脑有着不同的发展方向。目前游戏主机和个人电脑能够为用户带来最好的用户体验，但是其发展平台受到设备安装基数的制约。迄今为止在全球范围内，仅有4000万索尼SP4以及不到2000万个人电脑能够支持虚拟现实。尽管未来几年随着虚拟现实设备以及电脑成本的持续下降，这一数字会有所增长。但在长期内，6000万的潜在主机数量将会制约市场发展。
而移动端的虚拟现实或将快速增长。主要是相关硬件设备——智能手机成本持续降低，其价格可以低至99美元甚至免费。移动端虚拟现实的最大问题在于用户体验无法与专门的虚拟现实主机相匹敌，但这一状况有望在未来几年内得以改变。此外，随着智能手机制造厂商普遍面临增速减缓以及利润降低的问题，移动端虚拟现实或将成为新的增长点。
增强现实以及混合现实面临着不同的挑战，二者在消费产品市场化方面均落后于虚拟现实18到24个月。随着技术的不断成熟，目前的增强现实以及混合现实产品都面向企业服务。增强现实以及混合现实技术要想实现真正意义上的消费产品，不仅需要延长设备的电池续航能力，增强移动处理能力，还需要打造完善的应用程序生态系统，同时降低网络运营商资费标准。通过这些举措，才能够使增强现实和混合现实适合大众消费的需求。从目前情况来看，要到2018年才能实现这一点，也就是第四次浪潮将出现颠覆式的发展。
相关设备增长趋势
虚拟现实规模很大。而增强现实和混合现实的规模更大，发展的时间也更长。从长远来看，增强现实和混合现实设备或将会替代用户口袋中的智能手机。但是，尽管第四次计算平台浪潮的潜力巨大、端倪初现，但未来五年内业界讨论更多的还是冒险者——电动汽车制造者“特斯拉”的市场。目前从低端设备到高端产品，各种现实类设备占据的消费电子产品市场份额还很小。即便到2020年，各种现实类设备仅占全球消费电子设备的5%左右。若第四次浪潮真正到来，可能要等到2025年。
加油前进
相关市场营收预测
第四波浪潮的营收主要来源于设备安装基数、使用数量以及设备的经济性。关于设备安装基数，不外乎设备价格的合理性、谁来生产符合要求的设备，哪些消费者会为此埋单。
虚拟现实主要面向娱乐市场，主要受到硬件、游戏、视频以及虚拟现实主题公园等因素的影响。而随着市场发展，相关的应用程序也会带动虚拟现实营收的增长。随着硬件价格已经逐步稳定明确，长期来看相应的软件以及服务将成为虚拟现实营收的主要方向。
虚拟现实营收的主要途径是娱乐加应用，而增强现实则是应用加娱乐，后者将以应用为主。
尽管目前的增强现实成本很高，其也类似于智能手机的发展，长期来看较高的硬件价格会为设备制造商带来大量营收。增强现实的软件以及服务与现在的移动市场有相似之处，都处于此消彼涨的情况。增强现实用户群体将从电视、电影、广告以及消费级应用程序方面为这个市场带来营收。诸如亚马逊以及阿里巴巴等电商也会通过增强现实为用户提供新的平台。此外，增强现实的规模将会为移动网络的语音数据服务带来新的增长点，用户会因此为移动数据开支埋单。
海啸预警
增强现实及虚拟现实市场份额
面对浪潮的到来，总有不同的应对方式。如果浪潮比预期的小，那么其中的参与者只是会上下起伏波动。但是如果浪潮比想象的大得多，你就会首先将头埋进沙子躲避一下。这不是看玩笑，但计算平台的变化更像是一场海啸，在某种程度上对于现有的市场参与者来所更加危险。你还记得你使用诺基亚是什么时候吗？
无论是虚拟现实、增强现实还是混合现实，目前都处于相关的炒作周期。但明年我们将进入“面对现实”的产品化周期。这是市场运行的低谷期，也会是大浪到来之前的平静期。当浪潮过去，谁能够留在沙滩上、谁又被卷走将不言自明。（来源：网易科技 宁宇）
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