7nm以下先进制程与异构集成技术突破驱动芯片性能指数级提升，AI加速芯片算力迈入P级时代，全球量子计算公共部门投资已达540亿美元——先进计算技术正在重塑全球科技竞争格局。先进计算产业发展联盟发布的这份报告，系统梳理了计算处理器、计算架构、计算设备与系统、计算设施与安全四大层面的技术发展现状，涵盖CPU/GPU/DPU、异构计算、存算一体、量子计算、类脑计算、光计算等前沿方向，为把握新一轮科技革命和产业变革机遇提供了全景式技术参考。
发展背景——全球竞争格局与技术体系
先进计算技术体系由硬件底座、系统架构、计算设备以及基础设施等多个层面构成，四者之间形成从芯片、架构、系统到设施的完整技术链条。美国凭借先发优势占据领先地位，7纳米以下先进制程与异构集成技术突破驱动芯片性能指数级提升。美国科技巨头掌控高算力、高带宽、高互联领域，从PyTorch到CUDA以软硬一体化构建完整技术闭环，率先建成十万卡级智能计算集群。
欧盟以“数字主权”为牵引，依托《欧洲芯片法案》强化自主能力建设；日本以“富岳”超算系统为核心支撑基础科研；韩国推动本土AI芯片和高性能计算平台研发。发展先进计算技术已成为保障国家安全、推动经济高质量发展、提升全球科技话语权的战略支点。
核心处理器——CPU、GPU、DPU三路并行
CPU正通过多核多线程、微架构优化和异构计算能力增强提升效率。英特尔发布新一代Xeon系列，AMD第三代EPYC优化AI与HPC任务，Arm阵营持续扩张。国内龙芯中科迭代LoongArch架构，飞腾发布新一代Arm架构服务器CPU，华为鲲鹏扩大生态适配，RISC-V生态从微控制器向高性能核演进。
AI加速芯片算力精度持续下探。英伟达B300实现15 PFLOPS的FP4算力，AMD MI355X首次引入FP4，谷歌TPU v7p支持FP8。HBM3E规模化应用、HBM4加速导入，3nm制程成为高端AI芯片重要选择。国内华为昇腾强化FP16/FP8混合精度训练，寒武纪思元系列扩大云端推理部署，壁仞科技推进BR系列万卡级集群验证。
DPU正成为数据中心关键算力单元，基础设施开销在部分云场景中接近甚至超过30%。英伟达BlueField系列迭代至第三代，AMD并购Pensando进入DPU市场。国内阿里云自研CIPU，华为结合智能网卡与鲲鹏/昇腾推进卸载实践，中科驭数等在100GbE及以上环境实现多类功能卸载。
新型架构——异构计算、存算一体、可重构计算
异构计算正由多处理器并存迈向系统级一体化设计。超节点架构通过高速互联将GPU、CPU及高带宽存储紧密耦合。英伟达发布Vera Rubin平台及NVL72超级节点，华为展示CloudMatrix超节点系统，浪潮信息、新华三、联想推进多GPU高密度整机方案。PD分离逐步成为大模型推理重要架构思路。
存算一体通过在存储阵列内直接完成计算，减少数据搬运开销。全球仍处于研发验证向产业化过渡阶段，国内多所高校在RRAM、MRAM存内计算方向取得实验成果，部分企业推出面向边缘AI的存算一体芯片样片。
可重构计算以CGRA和可重构数据流为代表，在硬件层面显式刻画算子依赖关系。SambaNova推出RDU，Groq推出LPU，谷歌TPU持续强化系统级扩展能力。国内清微智能布局可重构数据流，鲲云科技采用数据流驱动架构提供高能效方案。
前沿计算——量子、类脑、光计算三线并进
量子计算正从实验室加速迈向产业化。全球公共部门量子技术投资达540亿美元，谷歌发布105比特Willow芯片，微软推出拓扑量子芯片Majorana1，PsiQuantum获超10亿美元投资。全球量子计算企业超400家。国内中科大“祖冲之三号”实现量子优越性验证，“九章四号”实现3000光子操控，本源量子“本源悟空”面向全球提供量子算力，当前国内企业超40家。
类脑计算通过脉冲神经网络实现低功耗优势。Intel发布Hala Point系统可模拟上亿级神经元，国内浙江大学发布“悟空”神经拟态计算机。
光计算正从理论转向大规模集成化。Lightmatter与Celestial AI进入大规模商用验证阶段。国内清华大学“太极”架构、上海交通大学LightGen芯片展示超越传统GPU百倍能效比，图灵量子、曦智科技、光子算数推出光电混合计算卡。
