计算机科普

> "上一期我们聊完了存储介质，从穿孔卡片一直聊到NVMe。  
> 有个问题我们留了个尾巴：存储是存进去了，但游戏怎么动起来？  
> 你玩的塞尔达、王者荣耀、黑神话，这些画面是怎么'变'出来的？  
> 如果说CPU是的大脑，GPU就是眼睛——没有GPU，再好的CPU也看不见。  
> 所以第六期，我们来填这个坑——从Atari开始，一直聊到今天的RTX 4090。  
> 人类花了五十年，从'一个方块'，走到了'一个世界'。  
> 这中间的故事，比任何游戏都精彩。"


**三个核心问题预告：**
- 为什么游戏显卡比CPU贵10倍，但性能提升只有5倍？
- 为什么英伟达能从显卡厂商变成AI巨头？
- 为什么中国做不了高端GPU？

上一期我们聊完了显示技术，从CRT一直聊到MicroLED。有个问题我们留了个尾巴：屏幕是显示出来了，但数据从哪里来？你手机里的照片，电脑里的文件，云端的数据，这些东西都存在哪里？如果说计算是处理信息的大脑，存储就是记忆信息的海马体——没有存储，大脑一片空白。所以第五期，我们来填这个坑——从穿孔卡片开始，一直聊到今天的NVMe。人类花了几百年，从"一个大仓库"，走到了"一张小卡片"。这中间的故事，比任何技术革命都更关乎你的数据。

我先抛出三个核心问题：第一，为什么SSD比HDD快1000倍，但价格贵100倍？第二，为什么内存断电就丢数据，SSD不会？第三，为什么中国做不了NAND Flash？

显示的本质，是把电子的跃迁变成可见的光**  

无论是最古老的阴极射线管还是最新的OLED，底层都是电子跃迁释放光子  

每一代显示技术的本质，都是在三个维度上做权衡：**分辨率、色彩、功耗**  

分辨率决定看清什么，色彩决定看出什么，功耗决定能用多久  

这三个维度，四代人的博弈，贯穿整个显示史

通信的本质，是跨越距离的控制权争夺
谁掌握了更远、更快、更可靠的通信方式，谁就掌握了信息流动的权力
每一代通信技术的本质，都是在三个维度上做权衡：带宽、延迟、覆盖
带宽决定能传多少，延迟决定响应多快，覆盖决定用在哪里
这三个维度，三代人的博弈，贯穿整个通信史

引子（Hook）：

"你现在正在用的这台设备，不管是手机还是电脑，
它的核心架构和一个1945年的想法几乎没有本质区别。
八十年了，人类发射了火箭、登上了月球、造出了核弹，
但你芯片里的计算方式，还是冯·诺依曼当年在火车餐车上画的那张图。
这到底是伟大，还是该吓人？"

引入主题：

呼应第1期：上期讲了晶体管怎么来的，这期讲晶体管怎么组织起来

核心比喻：晶体管是砖头，架构是建筑图纸——光有砖头盖不出摩天大楼

预告本期六大章节：图灵→冯·诺依曼→CISC/RISC之战→GPU革命→移动时代→后冯·诺依曼

## 本期提到的关键人物
1. 格林里夫·惠特勒 - 发现矿石检波器
2. 查尔斯·威尔逊 - 首次提出半导体名词
3. 布洛赫 - 能带理论奠基人
4. 艾伦·威尔逊 - 用能带理论解释半导体
5. 威廉·肖克利 - 晶体管发明者之一，仙童八叛徒的起因
6. 约翰·巴丁 - 晶体管发明者之一，两次诺贝尔奖得主
7. 沃尔特·布拉顿 - 晶体管发明者之一
8. 罗伯特·诺伊斯 - 仙童创始人，集成电路独立发明者
9. 戈登·摩尔 - 仙童创始人，摩尔定律提出者
10. 杰克·基尔比 - 德州仪器，集成电路独立发明者
11. 胡正明 - 加州大学伯克利分校教授，FinFET发明人
12. 戈登·蒂尔 - 第一个硅晶体管的制造者
## 本期提到的关键公司
1. 贝尔实验室 - 晶体管诞生地
2. 德州仪器 - 集成电路的诞生地之一
3. 仙童半导体 - 硅谷的摇篮
4. 英特尔 - 微处理器的发明者
5. AMD - 仙童系公司
6. Wolfspeed - 碳化硅龙头
7. 天岳先进 - 中国碳化硅衬底龙头
8. 天科合达 - 中国碳化硅衬底企业
9. 沪硅产业 - 中国12英寸硅片龙头
10. 南大光电 - 中国ArF光刻胶龙头
## 推荐延伸阅读
1. 《芯片战争》 - 克里斯·米勒
2. 《晶体之火》 - 迈克尔·赖尔登
3. 《硅谷热》 - 埃弗雷特·罗杰斯
4. 《硅谷百年史》 - 阿伦·拉奥

引子（Hook）：

"你有没有想过，今天你手里这台手机里装的每一个晶体管，背后站着的是一群怎样的人？
他们有的疯了，有的穷困潦倒，有的被自己的时代迫害，有的活成了传奇。
这期，我们不讲参数，不讲跑分，我们讲人。"

引入主题：

解释为什么做硬件编年史要从人物开始

核心论点：硬件的进步，本质上是人类智识的物化

预告本期覆盖范围：数学 → 物理 → 化学 → 工程 → 计算机

八年前，“数学之美”系列文章原刊载于谷歌黑板报，获得上百万次点击，得到读者高度评价。读者说，读了“数学之美”，才发现大学时学的数学知识，比如马尔可夫链、矩阵计算，甚至余弦函数原来都如此亲切，并且栩栩如生，才发现自然语言和信息处理这么有趣。

在纸本书的创作中，作者几乎把所 有文章都重写了一遍，为的是把高深的数学原理讲得更加通俗易懂，让非专业读者也能领略数学的魅力。读者通过具体的例子学到的是思考问题的方式 —— 如何化繁为简，如何用数学去解决工程问题，如何跳出固有思维不断去思考创新。

本书第一版荣获国家图书馆第八届文津图书奖。第二版增加了针对大数据和机器学习的内容。第三版增加了三章新内容，分别介绍当今非常热门的三个主题：区块链的数学基础，量子通信的原理，以及人工智能的数学极限。

随着 ChatGPT 于 2022 年发布，大语言模型可谓修得正果，迅速地风靡全球并彻底改变了许多人的工作方式。对基本概念和底层代码的方方面面建立信心是迈向成功的关键所在，本书将带领读者探索如何一步步地构建一个完整的类 GPT 大语言模型。读者将学习如何规划和编写大模型的各个组成部分、为大模型训练准备适当的数据集、进行通用语料库的预训练，以及定制特定任务的微调。此外，本书还将探讨如何利用人工反馈确保大模型遵循指令，以及如何将预训练权重加载到大模型中。

全书共分为 7 章，涵盖了大语言模型及其具体实现的关键要素：

第 1 章介绍大语言模型的基本概念。

第 2 章提出了一个从零开始构建大语言模型的计划，涵盖为模型训练准备文本数据集的整个流程。

第 3 章重点介绍了大语言模型中使用的注意力机制以及了因果注意力模块的实现。

第 4 章专注于编写一个能够通过训练生成类似人类语言文本的类 GPT 大语言模型。包括稳定神经网络的训练、提升训练效率的技术手段以及计算 GPT 模型的参数量和存储需求等一系列实践技术。

第 5 章实现了大语言模型的预训练流程。内容包括评估成文本生成的质量，实现预训练以及保存和加载模型权重。

第 6~7 章展示了多种大语言模型微调方法，并探讨了模型的指令微调过程。

本书在原英文版基础上，于附录部分增入一个新的章节，以 DeepSeek-R1 模型为例，介绍了构建推理模型的主流方法，并探讨了如何提升大语言模型的推理能力。帮助读者在这一快速演变的文献和热潮中找到方向。

本书适合对机器学习和生成式 AI 感兴趣的读者阅读。读者无需机器学习、深度学习和人工智能领域背景知识，但应掌握高中以上水平的数学知识，尤其是对向量和矩阵有深入了解，同时具备扎实的 Python 编程基础。

1 (p1): 第一部分 街机大混战

2 (p2): 第1章 马里奥诞生记：美国任天堂的诞生

10 (p3): 第2章 马里奥之父：宫本茂和他的《大金刚》

23 (p4): 第3章 马里奥之战：任天堂与MCA环球影业的版权官司

34 (p5): 第4章 马里奥小时候：1983年的电子游戏泡沫

45 (p6): 第二部分 雄风“8”面

46 (p7): 第5章 马里奥的小岛：日本和Famicom

55 (p8): 第6章 马里奥的阳光：《超级马里奥兄弟》和Famicom

65 (p9): 第7章 马里奥的炸弹：《丢失的关卡》

72 (p10): 第8章 马里奥的攻击：《超级马里奥兄弟3》

83 (p11): 第9章 马里奥的兄弟们：NES和Game Boy

89 (p12): 第10章 马里奥的漂流：世嘉，Genesis和一只超快的刺猬

99 (p13): 第三部分 16位时代

100 (p14): 第11章 马里奥出击：马里奥和索尼克的决战

108 (p15): 第12章 马里奥群星：衍生产品

117 (p16): 第13章 杂耍人马里奥：《马里奥绘画》

126 (p17): 第14章 马里奥进化：任天堂的光盘游戏机

134 (p18): 第15章 马里奥卡丁车：Virtual Boy和3D游戏

147 (p19): 第四部分 第三名＝出局

148 (p20): 第16章 马里奥的世界：N64

156 (p21): 第17章 马里奥的交流工具：Nintendo DD

164 (p22): 第18章 马里奥出击：GameCube

175 (p23): 第19章 马里奥的时间机器：Game Boy Advance

181 (p24): 第20章 马里奥传说：阳光和黑暗

193 (p25): 第五部分 老虎发Wii

194 (p26): 第21章 马里奥革命：NDS

203 (p27): 第22章 马里奥的公主：Wii

213 (p28): 第23章 马里奥的派对：任天堂历史上的三天

224 (p29): 第24章 马里奥传奇：任天堂的未来

233 (p30): 谢谢，马里奥，但是我们的感谢信在另一个城堡

237 (p31): 参考文献 本书介绍了这家日本公司是如何进军美国市场, 又如何在美国成为电子游戏创意的标杆, 马里奥如何一步步登顶成为游戏史上最成功的游戏人物等