节能电路、架构、算法和软件：硬件-软件算法协同设计方法和工具，包括底层物理和故障的物理层；这些都需要节能传感系统、信息抽取以及自治系统

能够显示地扩展到 10^12 个设备/处理器的架构（不包括存储）

加密和安全的计算理论.

校验和验证

异构系统：

具有新型内存分层的片上系统

非易失性计算（软件和硬件）

先进的功率管理方法

内存计算

可重构计算

在非传统结构上计算，例如，交叉点。

新型架构模型

激发新型异构架构的性能，并让它们与冯·诺依曼机器进行比较测试

模型性能：证明模型在足够广泛的不同类型的负载下的性能

与硬件性能相比，验证模型的结果：验证模型与现实应用 的相关性（主题的可交付性是系统硬件，而不仅仅是一个模拟器或者建模结果）

使用冯·诺依曼系统来集成和验证非传统计算，以支持逼真、复杂的工作流程

非传统计算方法的理论基础和支撑

提出的非传统计算方法应用的广泛程度

将它们集成在相关的负载和系统中

提出的非传统计算方法的弹性和可靠性

研究建议

算法和系统软件协同设计的可扩展、异构架构的新范式

非传统计算范式的硬件（包括新兴技术和架构）、算法以及软件的协同设计

结语

工业界视角以及科研指导

正如我们曾经在 2015 年 9 月的报告《Rebooting the IT Revolution》中所述，「通过自动制表技术，以及使用计算机处理和编程来得到企业或者个人生产力，如今的计算系统已经促生了巨大的经济和社会效益。未来新型的具有洞察力的计算机系统将会永久地改变人们与计算系统交互的方式，以帮助我们在扩展知识，并在巨量快速运动的数据中做出复杂的决策。这些未来的系统提供了很多可以改善我们额社会和日常生活的机会。然而, 为了应对数据日渐增多的世界中出现的各种挑战，需要做很多的研究。」

基于半导体技术的信息系统是实现这个社会的电子基础设施的核心。当我写下这段话的时候，对半导体技术的需求比 18 个月之前更加迫切。明天即将到来。我们需要「基于基础研究来建立一个创新计划，它可以创造一个全新的引擎来驱动下一代的人类体验、经济和社会的进步、安全以及可持续发展。」

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