全可编程视角下的未来十年

　　未来的世界什么样?

　　三维重构音乐会

　　很多人喜欢“维也纳新年音乐会”。这两年的音乐会，现场有很多人拿着移动设备拍摄。未来十年，这些信息会传输到云端，它们能做的事情就太多了，例如，我们可以在云端重构一个三维的虚拟现场，你可以用你的鼠标在任意角度飞行，一直飞到演奏的小提琴手那去，去看它的视频。因为每个人都在从各个角度替你在观察这个人，所以一定可以做一个三维的东西，而且是实时的，使你看得比在场的人还清楚。而现场的人辛苦地举着摄像头，都是在为你服务的。

　　球场观众戴着Google眼镜

　　2020年，巨大的体育场里面坐满了观众，很多人戴着Google眼镜，每个人的眼睛都在看着球场，当然你可以三维重构球场，可是还进一步，观众希望通过Google眼镜看到正在跑动的运动员的更多信息，诸如他的力量值、体力值、经验、姓名，以及他刚刚射门，射门的总次数，这些都可以实时地在这个人的体像上进行叠加。

　　这就是今后十年业界准备做的事。我们的教学和科研就是为这一天的到来而准备的，而且一定要很快地到那个点去。那么这个点是什么呢?

　　关键的1ms

　　要想预测，我们一定要学哲学。哲学告诉我们，我们整天忙碌，就是为了给人类提供更好的服务。我们用电子信息手段可以提供什么服务?例如1秒钟(s)可敲击一次键盘;100ms可以听音乐;10ms可以看视频;如果是1ms，就是你的神经和力量的控制时间，比如你用手碰到电风扇，手会马上缩回来，这个反应速度是1ms。所以我们接下来要做的，就是能够在1ms时间内做很多事情。

　　举个简单的例子，如果我们通过网络的云计算在1ms之内做出决策，应用在我们的汽车上，汽车可以在没有红绿灯的情况下，用无线方式互相通讯，如果车快撞上，用1ms的时间刹车或马上加速，这就是无人驾驶汽车。如果有行人，由于行人有手机，手机会发出信号，汽车开过来时就会自动减速，让行人走过去。这是一个无损的理想应用，也就是所谓的未来的智能交通。

　　其实，这里面有一个很大的问题，汽车之间互相通讯用1ms的时间，我们肯定要用云端来控制，那么云是不是可以随便放的呢?假设汽车在上海，我是不是可以用在北京的云来得到智能服务?答案是不行。因为光一秒钟也就跑三十万公里，1ms光能跑300公里，还要考虑打个来回，即150公里，也就相当于上海到无锡的距离。所以在设计无线接入网的时候，云计算必须是一个分布式的云，应该到处都有，物理上应该是像基站一样普遍的云。

　　上述仅仅是光在路程上的时间。其实计算的任务也很繁重(图1)，因为你要做嵌入式计算，要进行图像、视频等的处理，还要调制解调、加密、软件、可靠性，所以每个阶段只有零点几毫秒的预算了。因此业界的另一挑战是大量的数据要实时地在零点几毫秒内做完。