计算改变世界电子书

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自序

洞察篇

第1章　看得见的改变，看不见的计算

1.1　计算改变生活

1.1.1　网络购物，支付无界

1.1.2　指尖预约，说走就走

1.1.3　宅家游世界，天下收眼底

1.1.4　智慧就医，省力又省心

1.2　计算赋能产业

1.2.1　算力加持，智造加速

1.2.2　数字种田，不再靠天吃饭

1.2.3　无人矿山，安全高效

1.2.4　数据驱动，金融更普惠

1.3　计算升级治理

1.3.1　数据多跑路，群众少跑腿

1.3.2　AI守护江河，治水更智慧

1.3.3　科技筑防线，森林更安全

1.4　计算解锁科研

1.4.1　比对测序数据，破译生命密码

1.4.2　解析分子结构，加速新药研发

1.4.3　模拟浩瀚宇宙，探索未知世界

第2章　计算力就是生产力，智算力就是创新力

2.1　计算力重构生产力要素

2.1.1　AI Agent：新的劳动者

2.1.2　数据：最有价值的生产要素

2.1.3　智能工具：生产效率的倍增器

2.2　数字经济的根本是算力经济

2.2.1　算力投资，成就科技“七巨头”

2.2.2　算力筑基，新经济狂飙突进

2.2.3　算力破局，专治经济发展的“鲍莫尔病”

2.2.4　未来竞争：拼经济就是拼算力

2.3　智算力把不可能变成可能

2.3.1　计算替人“思考”，科研直接“开挂”

2.3.2　打破时空壁垒，创新速度飙升

2.3.3　催生一人公司，重新定义商业

2.3.4　城市创新发展，算力建设先行

2.4　算力是数字时代的新基建

2.4.1　云计算：让算力像水电一样随用随取

2.4.2　智算中心：新时代的算力“发电厂”

2.4.3　提前布局智算，才能领跑下一个时代

技术篇

第3章　服务器：藏在幕后的算力发动机

3.1　服务器的基本概念

3.1.1　算力心脏：服务器的主要功能

3.1.2　百变身形：服务器的多样形态

3.1.3　无处不在：服务器的应用场景

3.2　服务器的硬件组成

3.2.1　体系结构：服务器的总体架构

3.2.2　总体组成：解构服务器系统

3.2.3　计算处理子系统：服务器的源动力

3.2.4　互连通信子系统：各功能模块间的高速路

3.2.5　输入输出子系统：与外部交互的出入口

3.2.6　监控管理子系统：时刻在线的大管家

3.2.7　电源子系统：永不间断的能量供给线

3.2.8　散热子系统：给系统一个冷静的环境

3.2.9　物理结构：稳固可靠的钢铁铠甲

3.3　服务器的基本软件

3.3.1　固件：让服务器有序启动

3.3.2　操作系统：统管一切的总指挥

第4章　算力角逐，计算性能的巅峰竞争

4.1　应用驱动计算性能高速发展

4.2　计算性能提升的主要挑战

4.2.1　芯片工艺：算力的物理天花板

4.2.2　资源调度：复杂系统的难题

4.2.3　并行计算：效率的终极考验

4.2.4　系统可用：算力的底线要求

4.2.5　经济生态：投入与产出的平衡

4.3　突破性能瓶颈的关键技术

4.3.1　先进半导体：突破算力底层瓶颈

4.3.2　高速互连：畅通数据传输通道

4.3.3　并行优化：将效率拉到极致

4.3.4　异构计算：让多元算力协同发力

4.3.5　冗余容错：保障算力持续稳定运行

第5章　永不停顿，支撑关键业务运行

5.1　让服务器永不宕机

5.1.1　什么是服务器可用性：衡量“不宕机”的核心指标

5.1.2　服务器高可用设计：避免服务中断

5.2　服务器防错技术

5.2.1　选用可靠元器件：筑牢硬件的稳定根基

5.2.2　打造高质量软件：减少代码与系统层面的隐患

5.2.3　降额与容差设计：与出错边界保持距离

5.2.4　优化结构与热设计：防止误操作和过热

5.3　服务器容错技术

5.3.1　多层次冗余设计：用“备份”对抗单点故障

5.3.2　故障恢复技术：快速让服务回到正常状态

5.4　服务器故障预测技术

5.4.1　规则匹配类预测：靠经验提前识别风险

5.4.2　机器学习类预测：用算法预判潜在故障

产业篇

第6章　服务器产业进化，从萌芽到繁盛

6.1　商业计算兴起与小型机的黄金时代

6.1.1　商业计算萌芽：从行业信息化起步

6.1.2　UNIX服务器：商业计算的核心主力

6.1.3　垂直封闭生态：小型机时代的“小院高墙”

6.2　互联网浪潮与x86服务器的崛起

6.2.1　信息爆炸：互联网催生海量算力需求

6.2.2　x86破局：互联网时代的算力主力军

6.2.3　分工协作：x86生态促进产业大发展

6.3　云计算时代与服务器的定制化

6.3.1　云计算赋能数字经济：算力需求迎来新爆发

6.3.2　定制化服务器：为云场景量身打造的硬件

6.3.3　开放硬件生态：打破壁垒，推动产业创新

6.4　大模型时代与AI服务器的爆发

6.4.1　大模型：规模定律引爆算力需求

6.4.2　AI服务器：专为大模型而生

6.4.3　智算生态：算力与算法协同的新格局

第7章　服务器关键组件，相伴而生的产业链

7.1　中央处理器

7.1.1　RISC：曾经的算力主流

7.1.2　x86：开放生态的构建者

7.1.3　ARM：算力模式的创新者

7.1.4　RISC-V：极致开放的算力新势力

7.2　内存

7.2.1　易失性内存：临时高速存储

7.2.2　非易失性内存：持久化高速存储

7.3　外存

7.3.1　磁性存储：经典数据守护者

7.3.2　光学存储：光影中的数据记忆

7.3.3　半导体存储：高速固态新势力

7.4　加速器

7.4.1　AI加速器：人工智能的算力引擎

7.4.2　网络加速器：让数据传输无卡顿

7.4.3　专用加速器：领域内的算力专家

7.5　操作系统

7.5.1　UNIX：经典的服务器操作系统

7.5.2　Windows Server：简便易用的算力管家

7.5.3　Linux：主流的开源操作系统

未来篇

第8章　百花齐放的新计算

8.1　量子计算：打破经典的算力新次元

8.1.1　量子计算，算力新星崛起

8.1.2　量子未来，解锁无限可能

8.2　生物计算：道法自然的原生态算力

8.2.1　生物计算，打开算力新大门

8.2.2　生物与计算，双向奔赴未来

8.3　类脑计算：算力与能效的双重奇迹

8.3.1　类脑计算，复刻大脑的智慧

8.3.2　类脑未来，探索算力新方向

8.4　光计算：从电到光的算力蜕变

8.4.1　光计算，迎来发展黎明

8.4.2　光启未来，探索算力新路径

8.5　存内计算：打破存算之间的墙

8.5.1　存算一体，迈向存内计算

8.5.2　存内计算，挖掘算力新潜能

第9章　数实融合，计算构筑的新世界

9.1　通用人工智能：触手可及的智能未来

9.1.1　愿景在前，迈向通用人工智能

9.1.2　突飞猛进，通用人工智能的现在

9.1.3　关隘重重，通用人工智能的挑战

9.2　人机结合：协同共生的智能新时代

9.2.1　脑机接口，人机融合的起点

9.2.2　人机共生，现在与未来

9.2.3　边界探索，人机结合的思考

9.3　元宇宙：虚实交织的数字新空间

9.3.1　数字孪生，元宇宙的基石

9.3.2　元境新生，元宇宙的现在与未来

9.3.3　算力考题，元宇宙的核心挑战

9.4　与计算同行：发展负责任的计算

9.4.1　向新而行，拥抱算力创新

9.4.2　向善而行，坚守计算伦理

9.4.3　向美而行，计算点亮生活

附录　中英对译表