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彻底改变通信行业,领存技术MRD微秒编解码技术开启数据传输新时代

发展新质生产力,是推动高质量发展的内在要求和重要的着力点。作为国民经济的战略性、基础性、先导性行业,信息通信业勇当“主力军”,注智赋能数字经济,推动新质生产力加快发展。

信息安全和通讯性能是网络通讯中的两个重要课题,该技术的突破将会导致包括网络芯片、网络基础设备(如:路由器、交换机)等基础产品迎来新的重大变革。2024年春节前夕,一家聚焦于特种计算机、特种存储技术和产品的研发、生产和销售于一体的领先厂商——深圳市领存技术有限公司旗下领存实验室在最大秩距码(简称MRD码)技术领域取得了重大突破,成功实现在极低算力条件下的微秒级的编解码性能。

彻底改变通信行业,领存技术MRD微秒编解码技术开启数据传输新时代

在微秒内重写通信历史

新质生产力是面向新兴产业和未来产业的先进生产力。2024年政府工作报告中明确,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,充分发挥创新主导作用,以科技创新推动产业创新,加快推进新型工业化,提高全要素生产率,不断塑造发展新动能新优势,促进社会生产力实现新的跃升。

形成新质生产力,需要壮大战略性新兴产业、积极发展未来产业。目前在信息通信行业,数据已经成为新生产要素,算力成为新基础能源,人工智能成为新生产工具。

由领存实验室刚刚研发完成的MRD码创新技术,是一种在特定数学领域,尤其是在错误纠正码中非常重要的概念。据介绍,这些“码”主要在通信系统和数据存储系统中,用于保证数据传输的准确性和可靠性。“这意味着它们可以在非常短的时间内识别和修正数据传输过程中的错误,这对于几乎所有依赖快速、可靠通信的领域来说都是极其重要的。”深圳领存负责人楚一兵说。

依照目前的技术,最大秩距码(MRD码)实现的极为困难。本身的数学原理较为复杂,其设计和实施要求高级的数学和编码知识。同时,实现MRD码的高效编解码需要大量的计算资源,在微秒级的性能要求下,这一点尤其重要,因为它不仅涉及到算法优化,还涉及到硬件的处理能力和速度。

领存MRD码技术在微秒级编解码性能的实现,对产业界尤其是通信、数据存储和处理领域将产生深远影响。它不仅能提高效率、减少错误成本,还能应用于人工智能和机器学、国防和安全、科学研究、媒体和娱乐等多个领域。“微秒级的MRD编解码技术将是一个颠覆性的进步,能够推动多个行业和领域的技术发展及应用,并带来深远的经济和社会影响。MRD码的微秒级编解码性能能够促进现有技术的优化升级,可能会推动新的商业模式的出现,并作为一项关键技术,推动创新的跨越。这不仅对特定行业构成了转型,而且也会在更广泛的社会经济层面上带来变革。”

设定通信行业创新标杆

从全球范围来看,最大秩距码(MRD码)涉及到极其复杂的运算,而真实的应用场景往往又无法提供足够的算力,同时,复杂的计算过程无法提供实时的编解码性能,导致技术理论虽然很诱人,但40多年来却无法在真实的场景中进行应用。

领存实验室正是通过巧妙的算法解决了这一难题,即使在极其微弱的算力条件下,依然可以实现微秒级的编解码性能。

该技术目前适用于多项领域,在量子通信方面,通过对MRD码的修改(量子MRD码,QMRD),在量子通信中解决量子位传输错误;在卫星通信方面,大幅提升低轨卫星和中轨卫星的通信性能,同时,保障卫星通信不可被窃听和破解;在分布式存储方面,可大幅提升全国各地数据中心互联互通的传输性能;在安全通讯方面,尤其是在军事等特殊领域,此算法具备抗量子解密的安全特性,为通讯安全保驾护航;在军事应用方面,此算法是传统纠错算法(LDPC算法)的纠错能力的1万倍以上,因此在电子对抗等领域,可有效避免敌方电磁干扰对我方电子装备的破坏;在6G通讯方面,该算法一直作为下一代通讯的核心算法的研究方向之一;在智算中心方面,该算法可以成为人工智能(AI)和机器学(ML)的训练网络的主力通讯手段,为AI及机器学训练网络提供了低延迟、高吞吐量和高带宽。

目前,领存实验室正在设计硬件小型网络提供给用户测试,用户可以很方便的对比出使用MRD码与传统网络性能、安全性、可靠性的巨大差异,用户也可以使用自己开发的传统算法(例如:LDPC编码)与MRD码的纠错能力对比。

真正打破理论到实践的巨大屏障

领存技术负责人楚一兵用前瞻性、颠覆性和唯一性来形容最大秩距码(MRD码)的问世。“随着通信技术向更高的速度和更大的数据量发展,此技术高效和强大的错误纠正能力使得它在未来的通信系统,尤其是6G中具有重要的技术地位。该技术的引入可以彻底改变传统网络在某些极端条件下无法正常通讯以及通讯被敌国窃听的困扰,提高数据传输的可靠性。”

楚一兵表示,从数学理论上说,这种基于线性代数理论的设计使得它在数学上具有最优的性能,这是其他类型的码所无法比拟的。“由于计算复杂性极高,过往的几十年中,一直无法在现实世界中满足。现在,领存技术通过巧妙的算法手段,大幅降低对算力的要求,即使在普通的笔记本电脑上也能实现微秒级的编解码性能,这种技术突破真正打破了从理论到实践的巨大屏障。目前,美国、日本、德国、英国都在全力攻克此项技术,但目前尚无任何一个国家和企业能够量产使用,领存是目前全球唯一可以批量投产的企业。”

领存实验室的核心智能在于颠覆性技术的原理性创新和突破,解决“卡脖子”技术,研发全球尚未突破的、与计算和存储相关的核心技术,包括无损压缩技术、后量子时代的加密技术、隐私计算、及纠错算法。而领存研发MRD码最初的动机,是为下一代存储做技术储备。

从竞争角度而言,软件和算法领域是领存唯一的突破之路,压缩算法便是其中之一。MRD码则是为了提高硬盘和分布式存储系统的性能、可靠性、安全性而研发的。“算法与其他技术不同,颠覆性技术的实现往往不是靠堆积数学家来解决,而是靠有天赋的人才瞬间的灵感。正如压缩算法,50多年来,全球所有数学家都没有在算法上取得突飞猛进的发展,领存在原理性创新方面进行了4年多的尝试,经历了惊喜、失望、绝望、再燃希望、再灰心等反复的折磨,方有少许心得。”楚一兵坦言:“领存实验室能做的事情就是‘闷头前行,不问前程,不问产出,成事在天’。”

他认为,保持竞争优势的核心在于“敢做”。在竞争过程中,除了持续加大研发投入外,更要持续监测市场趋势和消费者需求,预见行业发展方向,使公司能够快速响应市场变化;同时,与学术界、研究机构或其他技术领先的公司建立合作关系,合作研发新技术或共享资源。

楚一兵透露,未来会强化领存实验室的创新功能,把原理性创新和颠覆性创新作为实验室的使命,进一步加强对涉及计算机、集成电路相关新材料的研发。

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