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先進計算(算存運協同與產業生態全景)/中國信通院集智叢書

  • 作者：編者:邸紹岩//黃璜//周蘭|責編:胡藝
  • 出版社：人民郵電
  • ISBN：9787115688644
  • 出版日期：2026/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：208
人民幣：RMB 79.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書圍繞「先進計算」這一新時代核心技術體系，系統梳理其發展背景、技術演進、產業生態與應用實踐，全面呈現計算技術從傳統模式向智能化、體系化演進的全過程。全書從時代背景出發，以「計算1.0至6.0」的演進脈絡，回顧計算技術從機械化到智能化、再到未來新型計算的發展路徑。在技術層面，本書重點解析「算、存、運」協同發展的核心邏輯，深入介紹CPU、GPU等處理器演進，高帶寬存儲、先進互聯技術以及系統級協同優化機制。在產業層面，本書系統梳理從晶元、設備到計算設施的完整生態體系。在應用層面，本書展示了在人工智慧、智能駕駛、工業、生物、金融等領域，先進計算如何賦能千行百業。
    本書適合政府管理人員、產業從業者、科研人員及對數字技術感興趣的廣大讀者閱讀，既可作為理解先進計算體系的入門讀物，也可為相關領域決策與實踐提供參考。
作者介紹
編者:邸紹岩//黃璜//周蘭|責編:胡藝
目錄
第一章 先進計算：背景與概述
  一、什麼是先進計算
    （一）定義與內涵
    （二）與傳統計算的差異
    （三）先進計算的典型類型
  二、推動計算髮展的時代背景
    （一）數據爆炸式增長
    （二）AI模型複雜度上升
    （三）數字經濟全面滲透
    （四）戰略科技博弈
  三、先進計算的重要意義
    （一）科技創新的基石
    （二）數字經濟的底座
    （三）產業安全的保障
    （四）推動產業鏈升級
第二章 先進計算的發展歷程
  一、計算1.0時代：機械計算的起點（1890—1945年）
    （一）計算萌芽：從算盤到機械電腦
    （二）戰時驅動：Z3與Mark Ⅰ的問世
    （三）初步架構：存儲、控制、運算雛形初現
    （四）應用探索：以軍事科研為主的應用場景
  二、計算2.0時代：電子化起步與程序的誕生（1946—1974年）
    （一）ENIAC誕生：電子管開啟計算新紀元
    （二）小型機登場：PDP、NOVA等推動普及
    （三）軟體基礎：程序語言與操作系統的起步
    （四）初具產業：企業級應用與產業初步發展
  三、計算3.0時代：微處理器的出現與個人計算（1975—1994年）
    （一）微型機：從Micral N到蘋果Ⅰ
    （二）晶元為王：CPU成為核心
    （三）用戶交互：圖形界面與鍵盤、滑鼠普及
    （四）市場擴展：辦公與家庭場景普及
  四、計算4.0時代：互聯網與分散式計算（1995—2015年）
    （一）網路時代：TCP/IP與WWW普及
    （二）多核普及：TFLOPS時代到來
    （三）雲計算興起：資源從本地走向雲端
    （四）移動革命：智能設備推動計算無處不在
  五、計算5.0時代：智能計算全面加速（2016年至今）
    （一）AlphaGo登場：智能計算進入大眾視野
    （二）晶元重構：GPU等AI晶元登上舞台
    （三）大模型驅動：應用場景爆髮式增長
    （四）算力新格局：智算中心與泛在計算融合
  六、計算6.0時代：通向非經典計算（未來）
    （一）非馮·諾依曼架構：跳出「馮·諾依曼瓶頸」
    （二）計算革命：量子計算、生物計算、光計算競相探索
    （三）軟體硬體：生態體系的重構挑戰
    （四）未來圖景：構建智能世界的算力基石
第三章 先進計算技術：算存運的藝術
  一、計算的變革：從通用到智能
    （一）通用計算的基石：CPU演進之路
    （二）專用加速器崛起：GPU、NPU與DPU

    （三）算力協同：異構融合與任務調度機制
  二、存儲的革命：海量數據的智慧管理
    （一）存儲系統演進：從磁碟到全快閃記憶體
    （二）存儲晶元：從NAND快閃記憶體到存內計算
    （三）高帶寬需求：HBM與CXL技術進展
    （四）數據密集型計算應用的挑戰與優化
  三、互聯的突破：連接一切的網路
    （一）傳統互聯的極限：PCIe與乙太網瓶頸
    （二）AI晶元卡間互聯技術：NVLink、Infinity Fabric
    （三）數據中心內互聯：分散式計算與通信優化
    （四）面向未來的互聯架構：光互聯與CXL協同
  四、算存運的協調：系統級性能的全局優化
    （一）統一資源模型：打通算存運的系統語義
    （二）任務調度與數據流編排：實現算存運之間的智能協同
    （三）跨層優化機制：軟硬體協同釋放系統效能
    （四）系統架構協同設計：從晶元到整機的協同演進
第四章 先進計算產業：生態與體系構建
  一、處理器和部件
    （一）通用處理器：先進計算的主心骨
    （二）加速處理器：驅動異構計算的加速引擎
    （三）存儲部件：支撐數據密集型任務的核心載體
    （四）互聯部件：構建高效協同的通信橋樑
    （五）管理控制部件：底層可靠性的隱形支柱
  二、架構和體系
    （一）基於不同位置的計算：雲、邊、端的協同演進
    （二）基於不同場景的計算：從通用任務到行業定製
  三、設備和系統
    （一）數據中心計算設備：承載核心算力的基礎單元
    （二）終端計算設備：賦能邊緣智能的前沿節點
    （三）存儲設備：數據存取與調度的核心倉庫
    （四）支撐系統：實現資源管理與智能調度的中樞平台
  四、計算設施
    （一）雲計算中心：資源池化與彈性調度的代表形態
    （二）智算中心：服務AI大模型的新一代計算載體
    （三）超算中心：面向科學研究的極致計算能力平台
    （四）新型計算設施：探索未來計算範式的先行陣地
  五、協議與標準
    （一）硬體互聯標準：構建計算連接的「公路網」
    （二）存儲與內存標準：數據流轉的規則底座
    （三）計算通信協議：跨系統協同的基礎語言
    （四）軟體與生態標準：推動計算生態協同發展
第五章 先進計算應用：賦能智能時代
  一、人工智慧大模型與生成式人工智慧
    （一）算力需求爆髮式增長
    （二）異構計算架構支撐
    （三）對編譯器和軟體棧要求高
    （四）推動算力網路與集群智能調度發展
  二、智能駕駛與車路協同系統
    （一）邊緣計算與實時響應需求極高
    （二）端邊雲協同調度

    （三）強調算力能效比
    （四）依賴高帶寬、低時延互聯技術
  三、工業模擬與數字孿生
    （一）對計算精度和吞吐量雙重要求
    （二）需支持大規模並行與多物理場耦合模擬
    （三）適配行業場景的計算架構
  四、生物計算與醫藥研發
    （一）需求快速模擬與海量數據分析能力
    （二）推動AI與HPC融合
    （三）高度依賴計算模型訓練與精度優化
    （四）需保障數據安全與隱私
  五、金融科技與實時風控系統
    （一）高併發、低時延特徵顯著
    （二）動態資源調配系統支撐高彈性需求
    （三）強調計算安全與數據隔離機制
第六章 未來發展趨勢與挑戰
  一、算力演進趨勢：多維擴展與能效共優
    （一）異構融合架構成為主流方向
    （二）高帶寬、低時延成為關鍵能力
    （三）能效優化成為核心評價指標
  二、架構發展趨勢：突破傳統、邁向新範式
    （一）馮·諾依曼架構的漸進式鬆動
    （二）新型計算架構形態探索持續深入
    （三）應用驅動的定製化計算興起
  三、系統協同趨勢：從晶元優化走向整機智能
    （一）算存運一體化設計加速
    （二）任務感知式調度與資源編排
    （三）系統級能效與可靠性協同優化
  四、挑戰與應對：從通用瓶頸到融合創新
    （一）碎片化問題影響整體效率
    （二）標準介面不統一與軟體生態薄弱

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