内容简介
物联网、大数据以及人工智能等新兴技术,推动着云计算持续快速发展,底层硬件越来越无法满足上层软件的发展和迭代。本书通过探寻软硬件的技术本质,寻找能够结合软件灵活性和硬件高效性的解决方法。帮助有软件背景的读者更深刻地认识硬件,加深对软硬件之间联系的理解,并且更好地驾驭硬件;同时也帮助有硬件背景的读者,有一个更全面的视角,更加宏观地看待问题,理解需求、产品、系统、架构等多方面问题的权衡。本书共9章内容:第1章介绍了云计算面临的底层技术挑战,接着第2、3章介绍了软硬件相关的概念和计算机基础知识,并引出了软硬件融合的概念。第4~7章分别介绍了软硬件融合的四类技术:软硬件接口、算法加速和任务卸载、虚拟化的硬件加速、异构计算。第8章介绍应用这些技术的综合案例。第9章则是具体实现方面的思考。本书立意新颖,结合业界最新案例,内容从浅入深,并且展望未来。帮助广大互联网及IT行业的软硬件工程师,更好地理解软件、硬件以及软硬件之间的内在联系,也可以作为计算机相关专业本科高年级以及研究生的技术拓展读物。
AI简介
这是一本深入探讨云计算底层技术和架构的著作。本书首先从云计算底层软硬件开始,详细解析了云计算所面临的底层技术挑战,包括IaaS层核心服务的解析,以及云计算面临的软硬件挑战。接着,本书深入探讨了软硬件融合的概念,包括软硬件的基本概念、划分、协作以及融合。
书中详细讲解了计算机体系结构基础,包括计算、存储、网络及虚拟化等核心技术。此外,还详细介绍了软硬件接口,包括总线互连技术、通用接口Virtio、高速网络接口RDMA、高速存储接口NVMe等。在算法加速和任务卸载方面,本书阐述了算法加速的基本概念和任务卸载的封装与系统化。
书中进一步探讨了虚拟化硬件加速,包括虚拟化硬件处理、网络虚拟化处理和存储虚拟化处理。在异构加速方面,本书详细介绍了GPU和CUDA在异构计算中的应用,以及OpenCL和FPGA在异构计算中的角色。
此外,本书还从宏观的角度,探讨了云计算体系结构趋势,包括业务和管理分离、业务的异构加速、存储的加速和定制、网络可编程和性能优化、硬件定制等。最后,本书还具体探讨了融合的系统,包括软硬件融合系统栈、分层的系统实现、深层次开放合作等。