书荐丨《计算大变局》：深度剖析自动驾驶与工业智能落地挑战，全景呈现计算技术变革路径

《计算大变局》

周兰  黄伟  邸绍岩  著

人民邮电出版社

内容简介：

本书从计算技术的演进历程出发，系统梳理计算领域从底层硬件到顶层应用的变革脉络，呈现其整体技术变革图景。全书以“变”为主线，围绕计算要素、计算模式、计算范式与计算应用等多个维度展开深度剖析，既涵盖芯片、存储、互联等技术的演进进展，也探讨从云计算、异构计算到存算一体等计算模式的演进跃迁，并前瞻性研判智能计算、前沿计算等计算范式的发展方向。同时，本书在应用落地层面紧密结合自动驾驶、工业智能等前沿领域的典型场景，直面计算技术规模化应用过程中的安全、能耗等现实挑战，展望未来发展趋势，旨在为科研院所、产业界、科技从业者及广大技术爱好者提供一幅清晰完整的计算技术演进图谱。

编辑推荐：

从芯片、存算一体到智能计算，深度剖析自动驾驶与工业智能落地挑战，全景呈现计算技术变革路径。

从云端协同到智能计算，计算范式正经历百年一遇的大变局。 无论是科技从业者还是投资者，本书都能帮你精准定位技术“奇点”，看懂由“供给驱动”向“需求牵引”转变的产业新动能。

面对自动驾驶与工业智能的算力饥渴，以及能耗与安全的现实挑战，未来计算将走向何方？ 本书不仅前瞻性研判了前沿计算的发展方向，更直面落地痛点，为行业应用者提供了宝贵的决策参考。

中国信通院重磅新作，一份来自国家智库的计算技术全景洞察。 本书不仅是过去十年计算产业变革的系统性梳理，更深度研判了芯片、架构与应用协同演进的未来趋势，是科技从业者把握智能时代机遇的案头必备。

作者介绍：

中国信息通信研究院(以下简称“中国信通院”)

始建于1957年，是工业和信息化部直属科研事业单位。多年来，中国信通院始终秉持“国家高端专业智库 产业创新发展平台”的发展定位和“厚德实学 兴业致远”的核心理念致力于做“信息社会创新发展的思想库和使能者”。

近年来，为适应经济社会发展的新形势、新要求，中国信通院坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，不断扩展研究的广度和深度，在5G/6G人工智能、未来网络云计算、大数据、区块链、量子信息工业互联网、智能制造、车联网、数字化转型、网络与数字安全、数字经济、工业经济等方面进行了前瞻布局与深入研究，着力打造国家高端专业智库和产业创新发展平台，有力支撑了制造强国、网络强国、数字中国等国家重大战略和政策的制定与实施，推动了国家信息通信技术产业和经济社会各领域数字化的创新发展。

目录：

第一章 引言：变革的序曲 7

1.1 与人类文明同期起步 7

1.2 冯氏体系拉开现代计算大幕 13

1.3 庞大复杂的计算技术体系 20

1.4 指引计算技术创新变革的重要定律 24

1.1.1. 摩尔定律 24

1.1.2. 登纳德缩放定律 29

1.1.3. 阿姆达尔定律 32

1.1.4. 安迪-比尔定律 34

第二章 计算要素之变 36

2.1 多元创新的计算芯片 36

2.1.1. 中央处理器CPU 37

2.1.2. 人工智能芯片 53

2.1.3. 数据处理芯片DPU 70

2.1.4. 芯片制造 74

2.1.5. 先进封装 84

2.2 分级协同的多样化存储技术 99

2.2.1. 以架构和工艺创新提升密度与速率的DRAM内存 103

2.2.2. 以三维多层为升级主路径的NAND闪存 108

2.2.3. 面向更优性能与存储密度表现的新型存储探索 111

2.3 深化融合的互联体系 114

2.3.1. 卡内互联 115

2.3.2. 卡间互联 116

2.3.3. 服务器间互联 118

第三章 计算模式之变 124

3.1 由单机计算到多机集群 124

3.1.1. 峰值运算性能持续突破的超算 125

3.1.2. 通过按需扩展创新服务模式的云计算 132

3.2 由同构计算到异构计算 133

3.2.1. 由多核、多芯到多节点的同构计算 134

3.2.2. 由协同加速到多样架构的异构计算 135

3.3 由存算分立到存算一体 144

3.4 由云端分立到云端协同 147

第四章 计算范式之变 150

4.1 通用计算与智能计算 150

4.1.1. 以矩阵与向量计算等为代表的并行计算能力 151

4.1.2. 以多机多卡协同为代表的大规模计算能力 157

4.1.3. 算力设施的智能化升级正日益深化 165

4.2 经典计算与前沿计算 170

4.2.1. 重点领域围绕产业化落地需求持续突破 172

4.2.2. 智能化成为非经典计算应用探索的重要方向 183

第五章 计算应用之变 188

5.1 持续引领科学研究范式变革 188

5.1.1. 从实验到仿真的飞跃 189

5.1.2. AI驱动的科研新范式 192

5.2 赋能自动驾驶缔造出行革命 195

5.3 加速工业制造数智升级跃迁 199

第六章 计算挑战之变 203

6.1 安全与隐私 203

6.1.1. 前所未有的挑战 203

6.1.2. 多样化的安全计算技术探索 205

6.2 能耗与散热 206

6.2.1. 复杂多样的能耗现状 207

6.2.2. 多维进展的应对举措 209

第七章 凡是过往，皆为序章 213

7.1 发展动能由供给驱动到需求牵引 213

7.2 创新模式由单点突破到系统耦合 217

7.3 产业合作由分工细化到深度协同 221

后记：我国计算发展历程回顾 223