研究と技術革新
科学的探求と技術革新は、文明と社会を前進させます。ファーウェイは、研究とイノベーションの重要性と、その両方にとってオープンであることがいかに重要であるかを理解しています。私たちは科学と技術のフロンティアを探求し、イノベーションを推し進め、産業と社会全体の価値を創造し、より良いインテリジェントな世界を築くために、学術界や産業界と協力する準備ができています。
基礎研究: コミュニケーションとコンピューティングへの忍耐強い投資で理論的・産業界的ボトルネックを克服する
数学は科学の女王であり、通信、コンピューティング、AIの新しい世界への鍵です。このため、ファーウェイは一貫して数学の理論とその応用に関する研究を行っています。
ランダム行列の理論とアルゴリズムの分野において、ωを行列乗算指数とする $$ \widetilde{O}\left(n^{\frac{3 \omega-4}{\omega-1}}\right) $$ 時間でアルゴリズムを実行することにより、スパース線形システムのn×nランダム行列の最小特異値を推定する新しい方法を生み出しました。この方法を詳しく説明した論文は、アルゴリズムと計算理論に関するスペシャルインタレストグループ(Special Interest Group on Algorithms and Computation Theory)のフラッグシップカンファレンスであるAnnual ACM Symposium on Theory of Computing(STOC)において、2022年に採択されました。
深層学習モデルの学習に関しては、ブール論理誤差逆伝搬法を提案しました。この数学原理のブレークスルーにより、超次元バイナリ変数最適化に関する問題を解決し、ブーリアン分野における深層学習アルゴリズムの実施と、シミュレーション検証による完全精密モデルの性能の実現が両立できるようになりました。
トポス理論と意味論の分野では、意味学習のための全く新しい数学的理論を提唱し、代数的トポロジーと論理命題のための公的枠組みを作り上げています。また、グループ、部分順序集合、グループロイドに基づく世界初の意味情報空間を提案し、Roger N. Shepard、Carl I. Hovland、Herbert M. Jenkinsの実験結果をよく説明することができました。この実験は、新しいニューラルネットワークモデルが単なる「統計的オウム」ではなく、より動物的・人間的な知性に到達できることを示しています。
私たちは、通信やコンピューティングの理論にも深く掘り下げ、常に探求し、挑戦し、理論的限界に近づいてきました。
情報理論の分野では、多面的結合グラフに基づく符号化方式を提唱しました。この方法によって、数千キロメートルの距離をTbit/sレベルの速度で移動する光通信シナリオにおいて、約0.5dBの性能向上が可能となり、シャノン限界に近づきました。
私たちは、高速非線形変換と軽量文脈予測法を発見した非構造化データ符号化アルゴリズムHZUで、一貫してエントロピー符号化の限界に挑戦してきました。このアルゴリズムは、Lempel-Ziv（LZ）圧縮パラダイムを凌駕する結果を生み出し、圧縮率を約30％向上させることができます。
ネットワーク最適化の分野では、数十万ノード、数千万リンクのネットワークにおけるフローを取り巻く問題を解決するために、トポロジーを考慮したネットワークプライシングポリシー（NPP）モデルと自己適応型スパース最適化手法を構築し、問題解決速度を飛躍的に向上させました。また、生物同化機構に基づくCLIMモデルを提案し、ネットワーク構成効率を5倍以上向上させました。このモデルに関する論文は、ACM SIGCOMM 2022のBest Paper Awardを受賞しています。
コンピューティングとAIの分野では、通信コストを最小化し、タスクレベルの並列性を最大化する割当とスケジューリング法を導入しました。この手法に基づいて、業界の主流システムより25%高い性能を実現する3次元並列トレーニングフレームワーク「Fold3D」を構築しました。
機械学習の分野では、拡散確率モデル（DPM）の最適カルバックライブラー（KL）情報量と最適逆分散の解析解が存在することを初めて証明しました。このようなブレークスルーはサンプリング効率を20～80倍向上させる可能性があり、関連研究論文はICLR 2022 Outstanding Paper Awardを授与されました。
技術革新: 10ギガビットエクスペリエンス、100億の接続、およびネイティブインテリジェンスの新しい世界を導く業界開発の促進
ワイヤレスネットワーク
当社は世界の業界と協力して6Gの探求と定義に取り組んでおり、6Gの6つの技術の柱を提唱しています。
理論的革新とプロトタイプ検証を同等に重視し、ピークレート240Gbit/sを持つ初の220GHzテラヘルツ通信プロトタイプシステムを発表しました。
短距離通信では、10Gbit/s以上のスループットとサブミリ秒のレイテンシーを特徴とする優れたユーザーエクスペリエンスを実現するために、ミリ波を使用しました。
また、反射面と再構成可能面の両方を組み合わせた革新的なハイブリッドアンテナアレイアーキテクチャを開発し、NLOS(Line-of-sight)シナリオにおいて10GHz帯で約41dBのカバレッジゲインを達成しました。
5G NRプロトコルに基づく低地球軌道衛星へのモバイルアクセスの世界初のフィールドトライアル検証を完了しました。また、テラヘルツ周波数帯において、同一ハードウェア、同一波形を維持しながら、高速通信とミリ単位の高精度イメージングを同時に実現したのも世界初となります。
光ネットワーク
高速信号のための低複雑度非線形波形設計や200GBaudの超高速オプトエレクトロニクス変調器などの主要技術に取り組み、長距離伝送の単一波長レートを400Gbit/sから800Gbit/sに引き上げる作業を継続しました。
また、超広帯域S＋C＋L帯光増幅器、次世代高次変調アルゴリズムのブレークスルー、広帯域光システムの性能等化を改善し、光スペクトラスペクトルを50%拡大しました。
仏オレンジとの共同実地試験では、120kmの距離で単心157Tbit/s伝送の新記録を樹立しました。
パリのオレンジとファーウェイの光通信テクノロジーラボのメンバーで構成された、記録を樹立した共同テストチーム
データ通信
当社の最新のバスレベルデータセンターネットワーク（DCN）は、イーサネット、ファイバーチャネル（FC）、インフィニバンド（IB）の融合を可能にする新しいアーキテクチャを採用し、高性能コンピューティングネットワークとストレージネットワークのパフォーマンスを飛躍的に向上させます。
私たちは、次世代イーサネット技術システムの構築を続けてきました。デジタル回路をアナログ回路で補うことで、消費電力を約50％削減しました。エラー検出とエラー訂正を分離することで、インターフェースのレイテンシーを70％近く削減。柔軟なスライシングの採用により、n×10Mbit/sの専用線を構築しました。
インテリジェントO&M
ネットワーク要素データの表現を統一し,O&Mのためのサイロ化モデリングを防止するO&M事前学習基礎モデル(PFM)を構築しました。従来のモデルが1つのタスクしかサポートしていなかったのに比べ、この新しいモデルは障害データ分析、根本原因分析(RCA)、顧客の苦情への対応、インテリジェントな信号解析、変更支援など、複数のダウンストリームタスクをサポートし、効率も大幅に改善します。
超大規模無線パラメータを並列に最適化する技術を採用することにより、5Gダウンリンクユーザのセルエッジレートを10%以上向上させることができました。
クラウドとコンピューティング
ヘテロジニアスコンピューティングにおけるクロスチップ、クロスサーバー通信がもたらすパフォーマンスとレイテンシーの課題に取り組む一環として、コンピューティングクラスター通信用のバスアーキテクチャを再定義し、チップとノード間の相互接続規格を統一しました。これにより、仮想マシンのライブマイグレーションをわずか数ミリ秒で実行できるようになり、ネットワーク効率を大幅に向上します。
業界初のヘテロジニアスコンピューティングクラスターソフトウェアプラットフォームを発表し、コンピューティングリソースの使用率を35%以上向上させ、ディープビッグデータ解析や検索などのシナリオで性能を100%以上高速化しました。
コンシューマー事業
私たちは新しいモバイルフォトグラフィーブランド「XMAGE」を立ち上げ、革新的なモバイルフォトグラフィー技術により、新しいポートレートやナイトモード機能を消費者に提供しています。
独自の二重回転式ファルコンヒンジを設計し、超高強度鋼と柔軟な素材と組み合わせることで、折りたたみ式携帯電話の耐久性を高め、大幅に軽量化し、何度折りたたんでもフラットスクリーンを維持することを可能にしました。
素材や製造方法の研究を続けることで、私たちは携帯電話に革命をもたらすブレークスルーを成し遂げてきました。頑丈なKunlunガラスの採用により、落下耐性は10倍に向上し、Kunlunガラスで強化された最新機種は、スイスのSGSから5つ星のガラス落下耐性認定を初めて取得しました。
AIアルゴリズム
検索機能をサポートするモデルライブラリ技術「ZooD」を発表しました。 Ascend、MindSpore、Huawei Cloudを活用したこの画期的な技術により、モデルのパフォーマンスが30%以上向上します。 OptVerse AI Solverも2022年にデビューし、複数のシナリオで数千万個の変数と制約を含む最適化問題を解くことが可能になりました。
生成モデルの量子化による圧縮を初めて実現し,性能に影響を与えることなく圧縮比を10倍以上に増加させた。 並列蒸留技術のアップグレードにより、量子化速度が100倍に向上し、数億、数百億、さらには数千億のパラメータを持つHuawei Cloudの全精度モデルの展開をよりサポートします。
基礎ソフトウェア
ソフトウェア業界における当社のルーツを深める基盤技術に、忍耐強く投資を続けています。
オペレーティングシステム用のマイクロカーネル、ストレージ、およびスケジューリングアーキテクチャの革新により、ハードウェアリソースの使用率が大幅に向上しました。
GaussDBの導入により、フュージョンストレージエンジン、完全暗号化データベース、AIベースのオプティマイザーにおいて画期的な成果を挙げ、パフォーマンス、セキュリティ、可用性の面で競争力を高めてきました。
私たちはオープンソース戦略にこだわり、オープンマインドでソフトウェアのエコシステムを構築してきました。業界のプレーヤーとの協力を通じて、openEuler、openGaussをはじめとするソフトウェアエコシステムは、急速な発展を遂げています。
- openEuler、openGauss、MindSporeのエコシステムは、2,000のパートナーと300万人以上の開発者を結集し、現在までに300万台以上のopenEulerのインストール実績があります。
- HarmonyOSは3億3000万台のファーウェイ製デバイスに導入されています。この成長はHarmonyOSエコシステム内の200万人以上の開発者および2,300社以上のHarmonyOS Connectパートナーとのコラボレーションによって支えられています。
セキュリティと信頼性
私たちはセキュリティと信頼性に関する技術の研究に専念し、ソフトウェアエンジニアリングやシステムエンジニアリングなどの研究開発領域におけるエンジニアリング技術と能力の向上に尽力し、お客様にとって安全で強靭で信頼性のある高品質な製品を提供します。
また、研究開発、調達、納品やサービスまでをカバーするエンドツーエンドのIPD-SFPサイバーセキュリティエンジニアリングシステムを構築しました。ベストプラクティスを制度化し、ビジネスプロセスやIT運用プラットフォームに組み込むことで、高度なサイバーセキュリティ機能を開発しています。
完全なデジタル設計資産を中心とするデジタルシステム設計手法を開発し、膨大な数のドキュメントの受け渡しや転送を可能にしました。この手法により、大規模で複雑なシステムにおける経験的資産をより効率的に再利用することができ、設計と検証の俊敏性が向上します。
ファーウェイは、RustなどのオープンソースコミュニティやISO、ITU-T、3GPP、IETFなどの標準化団体の積極的なメンバーであり、主要な貢献者です。私たちは共に、デジタル世界における信頼の礎を築いています。
交流、啓蒙、探求: 物理的な境界を越えて、探究心や学術交流を盛り上げる
科学の探求は、コミュニケーション、共有、協力、そして持続的な投資によって成り立つ事業です。科学研究は、科学者と専門家の密接な関わりと協力によって推進されるときに最も力を発揮します。ファーウェイはコラボレーションにオープンであり、現代の最大の課題に取り組むために、世界中の優れた研究者やパートナーと手を取り合うことを常に考えています。
2022年、ファーウェイはChasparkテクノロジーウェブサイトを正式に立ち上げ、複数の学術分野から12万人以上の認証ユーザーを集めました。私たちは、Chasparkを世界トップクラスの学術交流のためのオープンなプラットフォームへと発展させていくつもりです。現在までに、このプラットフォームでは7,000件以上のホットトピックの投稿や研究論文、2,200件以上の学術活動、285件の技術課題を提示し、ファーウェイ社外の専門家が独自のソリューションを提案することができるようになっています。
2022年6月には、季刊誌「Communications of Huawei Research」が創刊され、ファーウェイが取り組むさまざまな研究領域における社内外の研究者の最新の知見を記録・共有しています。2022年12月31日までに3号を発行し、170名を超えるファーウェイの科学者や外部の研究者による39本の学術論文や研究成果を掲載しています。
