低空经济智联网架构与算力支撑：从“133N”到高算力芯片实践
低空经济在政策与市场的双重驱动下进入快速发展期，而低空智联网作为产业的基础设施，扮演着核心角色。北京大学协同创新中心副主任吴余龙博士总结出“133N”架构，并明确指出低空算力是建设低空经济的关键。本文将从架构总览、网络分层、算力基站与芯片实践等方面，提供一份详尽易懂的专业教程。
一、低空智联网“133N”架构详解
吴余龙博士将低空经济智能网建设架构归纳为“1套规范、3个中心、3个平台、N个场景”，具体如下：
- 1套规范：低空空域标准规范，确保飞行活动有序合规。
- 3个中心：
- 低空智联网格超算中心
- 低空智联城市管服中心
- 北斗智能无人飞行器体验中心
- 3个平台：
- 低空空域图管理维护平台
- 飞行网格化管控红绿灯指挥平台
- 低空安全保障服务平台
- N个场景：低空物流、城市应急、公共安全、低空医疗、低空消防等。
关键要点： 低空智联网是各地低空产业的基础设施，而算力是其核心支撑。吴余龙博士强调：“打造低空算力中心是建设低空经济的关键。”
小提示： 在规划低空经济项目时，建议优先明确空域标准规范（1套规范），再逐步建设算力中心与服务平台，避免重复投入。
二、低空经济数字网络架构与算力的重要地位
根据《数字低空发展建设研究报告》，低空经济数字网络架构分为四个层面：
- 物理设施层：基础硬件设备
- 信息基础设施层：包括通信网、感知网、导航网、气象网、算力网
- 数字化空间层：数据管理与服务
- 应用层：各类低空业务场景
从架构中可见，算力网是信息基础设施的关键组成部分。当前产业链企业已从算力芯片、算力基站等多方面探索低空经济。
图：低空经济数字网络架构（图源：中泰证券）
常见问题： 为什么算力在低空经济中如此重要？
答：低空飞行器（如无人机）需要实时感知环境、规划航线、识别目标并做出决策，这些任务对算力的实时性和能效要求极高。没有足够的算力支撑，就无法实现高精度导航、避障和协同管控。
三、算力基站的实践：中兴通讯NodeEngine方案
早在2022年，中兴通讯就推出了业界首款基站内置算力引擎方案——NodeEngine。该方案仅需在BBU（基带处理单元）新增一块板卡，即可将边缘计算能力下沉到基站，实现算力与现网充分融合，构筑5G智简专网。
目前，NodeEngine已用于通感一体化方案中，赋能后能够实现：
- 感知计算
- 目标识别
- 轨迹预测
- 视频处理等感知数据计算
- 将感知数据共享给低空管理平台
- 通过不同算力建模进行数据加工，提供给不同客户
特色亮点： NodeEngine是“业内唯一的基站内置算力引擎”，精准匹配应用本地化、部署轻量化、性能精确化的专网需求。
小提示： 在低空通信覆盖中，利用现有基站升级NodeEngine比新建边缘节点更经济高效，特别适合城市密集区域的低空管控。
常见问题： NodeEngine对现有5G网络有什么影响？
答：NodeEngine以板卡形式集成在BBU内，不改变&现有基站硬件架构，支持平滑升级。它利用基站回传链路进行数据交互，无需额外拉专线，部署成本低且延迟极低（毫秒级）。
四、算力芯片的实践：迈特芯X-Edge大算力芯片
成立于2023年的迈特芯，自研了立方并行脉动架构，并融合存算一体设计，开发出X-Edge大算力芯片。该芯片特点：
- 制程工艺：28nm传统工艺
- 能效比：50TOPs/W（即每瓦算力可达50万亿次操作）
- 模型支持：可运行清华ChatGLM2-6B大模型
- 应用方向：面向无人机和X+端边缘平台，主打50~100TOPS算力规格
在无人机应用中，X-Edge芯片配合Transformer ViT模型，可实现：
- 实时3D重建和导航
- 端侧3D点云重建
- 端侧人物识别、目标检测、人物检测等视觉应用
能效优势： 以50TOPS计算为例，功耗仅1W，非常适合无人机等对功耗敏感的端侧设备。
常见问题： 为什么X-Edge能实现28nm工艺下50TOPs/W的高能效？
答：得益于其立方并行脉动架构和存算一体设计。传统架构中数据搬运功耗占比很高，而存算一体将计算与存储融合，大幅减少数据移动；立方并行脉动架构则通过高效并行计算提升算力密度，从而在成熟工艺下实现超高能效。
五、未来展望：高算力、低延时成为低空智能网建设方向
随着低空经济市场需求提升，算力网将从通用算力、智能算力、超级算力构建一体化算力网。未来大算力芯片不仅需要支持50TOPS，还会向高于100TOPS演进。迈特芯等企业已经将这一方向作为研发重点。毫无疑问，高算力、低延时将成为低空经济智能网建设的核心目标。
无论是中兴通讯的NodeEngine算力基站，还是迈特芯的X-Edge芯片，都展示了产业界在低空算力领域的前沿探索。随着技术不断成熟，低空经济将迎来更加智能、高效的运行时代。