推薦序1

從20世紀70年代開始使用大規模集成電路計算機以來，計算機系統的規?；l展速度呈指數級增長，并且極大地改變了我們的生活。在這種加速發展的背后，有兩個定律發揮著巨大的作用：一個是英特爾聯合創始人戈登·摩爾在1965年提出的摩爾定律，該定律指出集成電路的集成度每隔18～24個月就會翻一番；另一個是有“小型機之父”之稱的戈登·貝爾在1972年提出的貝爾定律，該定律預測每10年就會產生新一代計算設備，并且設備數量會增加10倍。我從20世紀90年代初進入計算機領域后，親身體驗到了計算機從286到586的快速更新換代，但并沒有真正發現這種指數式發展的威力。在我進入計算機領域之后的20年里，手機移動互聯網和智能物聯網依次登場，將世界帶入了萬物互聯的時代，預計到2025年將有500億個設備連入互聯網。

計算設備的多樣化和算力成本的迅速下降讓硬件和軟件的關系發生了深刻的變化。當計算硬件單一、計算力昂貴的時候，軟件必須以硬件為中心進行設計和折中。當計算硬件有多種選擇、算力成本足夠低的時候，就可以按照軟件的需求來設計甚至定制硬件。這樣，我們就進入了一個軟硬件融合的時代，在整個計算機系統中，軟硬件的分層可以根據需求靈活變化，業務處理流程中的計算、存儲、傳輸也涉及軟件和加速硬件的多重交互。未來10年，摩爾定律還將繼續發揮效用，先進的3D晶體管設計和3D封裝技術使一個集成電路內部可以包含多種計算架構，以更低的成本提供更強大的算力。2020年，英特爾已經可以在10nm的工藝節點上穩定地使用SuperFin晶體管技術和Foveros 3D封裝技術，并且有清晰的技術路線圖繼續向7nm、5nm推進。此外，組合多種集成電路架構設計（CPU、GPU、FPGA、ASIC和神經擬態計算等）的異構計算快速發展，但它在提供多種選項的同時顯著增加了計算機系統架構設計的復雜度和軟件優化的難度。

黃朝波老師編著的這本書非常及時地給讀者揭示了軟硬件融合的趨勢，并且從多個角度講解了實現軟硬件融合的技術。黃朝波老師的學習和工作經歷很好地覆蓋了集成電路設計、軟件開發和云計算系統架構等，這使得本書的內容很全面，并且提供了硬件基礎知識，適合讀者迅速擴大知識面。

預計2020年之后的下一個10年，萬物都將是計算機。如今，得益于5G移動通信技術和人工智能技術的廣泛應用，智能互聯計算已經成為主流。隨著近年來智能手機、智能城市、智能制造和自動駕駛等領域相關技術的不斷進步，以視覺、聲音、激光雷達、毫米波雷達為代表的多種傳感器正在加速整個世界的數字化進程，需要處理的數據量正在極速增長。同時，進入互聯網和計算中心的數據從量變到質變，大量描述自然界的非人工數據需要用人工智能算法來處理，并且通常有實時性要求。數據的量變和質變帶來了對智能邊緣計算的強烈需求，也催生了云—邊—端融合的新計算架構。如果能把握好這個趨勢，就能順勢而上，充分享受智能互聯計算的紅利；否則，就有可能被淘汰。

這是一個技術發展日新月異的時代：一方面，軟件定義一切；另一方面，硬件加速一切。同時，網絡無處不在。本書是站在2020年這個時間節點上的總結與展望，我期待黃朝波老師的下一本著作繼續帶著我們駕馭軟硬件融合的技術大潮。

——英特爾中國研究院院長宋繼強

2020年12月20日寫于北京