Chapter1量化设计与分析基础 11引言 计算机体系结构的定义 计算机的分类 现代计算机系统发展趋势 ·12定量分析基础 1/29/2021 中国科学技术大学
Chapter1 量化设计与分析基础 • 1.1 引言 –计算机体系结构的定义 –计算机的分类 –现代计算机系统发展趋势 • 1.2 定量分析基础 1/29/2021 中国科学技术大学 25
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Computing Devices Then… EDSAC, University of Cambridge, UK, 1949 1/29/2021 中国科学技术大学 26
Computing Systems Today The world is a large parallel system Microprocessors in everything 口自目 Vast infrastructure behind them 口吗5号 ‘号 Internet Scalable reliable Connectivity Secure services Databases oog Information Collection Remote storage Online games Sensor Commerce frigidaire online Cars MEMS for SensonNets Routers 中国科学技术大学 Robots 27
1/29/2021 中国科学技术大学 Computing Systems Today Scalable, Reliable, Secure Services MEMS for Sensor Nets Internet Connectivity Clusters Massive Cluster Gigabit Ethernet Databases Information Collection Remote Storage Online Games Commerce … • The world is a large parallel system – Microprocessors in everything – Vast infrastructure behind them Routers Robots Cars Sensor Nets Refrigerators 27
体系结构发展的驱动力 Applications suggest how to Improved technologies Improve Applications h technology make new rovide applications revenue to Technology possible fund development Cost of software development makes compatibility a major force in market 1/29/2021 中国科学技术大学 28
Cost of software development makes compatibility a major force in market 体系结构发展的驱动力 Applications Technology Applications suggest how to improve technology, provide revenue to fund development Improved technologies make new applications possible 1/29/2021 中国科学技术大学 28
计算机系统设计方面的巨大变化 在过去的50年, Moore's|aw和 Dennard scaling(登纳德缩放比例定律 主宰着芯片产业的发展 Moore1965年预测:晶体管数量随着尺寸缩小按接近平方关系增长(每18个月2X) Dennard1974年预测:晶体管尺寸变小,功耗会同比变小(相同面积下功耗不变) 工艺技术的进步可在不改变软件模型的情况下,持续地提高系统性能能耗比 ·最近10年间,工艺技术的发展受到了很大制约 Dennard scaling over (supply voltage -fixed) Moore's Law(cost/transistor) over? Energy efficiency constrains everything ·功耗问题成为系统结构设计必须考虑的问题 ·软件设计者必须考虑: Parallel systems Heterogeneous systems 1/29/2021 中国科学技术大学 29
计算机系统设计方面的巨大变化 • 在过去的50年，Moore’s law和Dennard scaling(登纳德缩放比例定律) 主宰着芯片产业的发展 – Moore 1965年预测：晶体管数量随着尺寸缩小按接近平方关系增长（每18个月2X） – Dennard 1974年预测：晶体管尺寸变小，功耗会同比变小（相同面积下功耗不变） – 工艺技术的进步可在不改变软件模型的情况下，持续地提高系统性能/能耗比 • 最近10年间，工艺技术的发展受到了很大制约 – Dennard scaling over (supply voltage ~fixed) – Moore’s Law (cost/transistor) over? – Energy efficiency constrains everything – …… • 功耗问题成为系统结构设计必须考虑的问题 • 软件设计者必须考虑: – Parallel systems – Heterogeneous systems 1/29/2021 中国科学技术大学 29