计算机工程方法学 Implementation Evaluate Existing Systems for Complexity Analysis Bottlenecks Imple Benchmarks mentation Technology Trends Implement Ne Simulate New Generation SyStem Designs and Organizations Workloads Design 1/29/2021 中国科学技术大学 18
1/29/2021 中国科学技术大学 Simulate New Designs and Organizations Technology Trends Evaluate Existing Systems for Bottlenecks Benchmarks Workloads Implement Next Generation System Implementation Complexity Analysis Design Implementation 计算机工程方法学 18
课程目标 ·掌握系统定量分析的基本方法和技术 深入理解提高CP凵U性能的基本方法 深入理解存储系统的基本原理和优化方法 理解数据级并行、线程级并行的基本原理 和方法 1/29/2021 中国科学技术大学
1/29/2021 中国科学技术大学 课程目标 • 掌握系统定量分析的基本方法和技术 • 深入理解提高CPU性能的基本方法 • 深入理解存储系统的基本原理和优化方法 • 理解数据级并行、线程级并行的基本原理 和方法 19
本课程的主要内容 Simple machine design(Chapter 1, Appendix A, Appendix C) ISAS, Iron Law, simple pipelines Memory hierarchy(Chapter 2, Appendix B) DRAM, caches, virtual memory systems Complex pipelining(Chapter 3) score-boarding, out-of-order issue Explicitly parallel processors(Chapter 4 vector machines, vLlw machines, multithreaded machines Multiprocessor architectures( Chapter 5, Chapter 6) memory models, cache coherence, synchronization 1/29/2021 中国科学技术大学 20
本课程的主要内容 • Simple machine design（Chapter 1, Appendix A, Appendix C） – ISAs, Iron Law, simple pipelines • Memory hierarchy (Chapter 2，Appendix B) – DRAM, caches, virtual memory systems • Complex pipelining (Chapter 3) – score-boarding, out-of-order issue • Explicitly parallel processors (Chapter 4) – vector machines, VLIW machines, multithreaded machines • Multiprocessor architectures (Chapter 5, Chapter 6) – memory models, cache coherence, synchronization 1/29/2021 中国科学技术大学 20
为什么学这门课 深入理解计算机体系结构: 开展体系结构研究与设计的基础 There are still many challenges left EXample: the CPU-memory gap ■■■■■■■ 更好地设计与实现操作系统、编译器 Need to re-evaluate the current assumptions and tradeoffs EXample: gigabit networkS, Parallel systems, Heterogeneous systems Modern computers need better optimizing compilers and better programming languages nw更好地设计与实现应用程技术学
1/29/2021 中国科学技术大学 为什么学这门课 深入理解计算机体系结构: • 开展体系结构研究与设计的基础 – There are still many challenges left – Example: the CPU-memory gap – ……. • 更好地设计与实现操作系统、编译器 – Need to re-evaluate the current assumptions and tradeoffs – Example: gigabit networks, Parallel systems, Heterogeneous systems – Modern computers need better optimizing compilers and better programming languages • 更好地设计与实现应用程序 – Understand the performance implications of 21
02/28-review ·过去的观点: nstruction set architecture(sA)设计 即体系结构设计需要关注并确定: 》寄存器组织、如何访问存储器、寻址方式、指令操作数、硬 件支持的操作种类、指令编码方式 目前的观点: 根据目标机器的特定需求,在成本、功耗、可用性等 约束下最大化机器性能 包括SA,计算机组织(微体系结构),硬件实现 1/29/2021 中国科学技术大学
02/28-review • 过去的观点: – Instruction Set Architecture (ISA) 设计 – 即 体系结构设计需要关注并确定: »寄存器组织、如何访问存储器、寻址方式、指令操作数、硬 件支持的操作种类、指令编码方式 • 目前的观点: – 根据目标机器的特定需求，在成本、功耗、可用性等 约束下最大化机器性能 – 包括 ISA, 计算机组织（微体系结构）, 硬件实现 1/29/2021 中国科学技术大学 24