计算机体系结构:量化研究方法 - 读书笔记
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发布时间:2024-10-01 10:48
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时间:2024-10-28 09:19
本书是计算机系统领域的一部权威之作,由图灵奖获得者、斯坦福/UC伯克利教授和Google科学家联袂撰写。最新版本为2019年的第六版,虽暂无中文翻译,但鉴于其内容的先进性,推荐阅读最新版。本书内容涵盖了计算机系统的关键组件,如处理器、存储器、GPU及其并行优化策略。
自2004年起,Intel战略重心转向多处理器芯片,不再仅仅依赖ILP(指令级并行)而更多地采用DLP(数据集并行)和TLP(线程级并行)。最新版本引入了WSC(工作集级并行)和RLP(请求级并行)。相比之下,ILP是软件程序无法感知的并行类型,而DLP、TLP、RLP则需要程序进行显式并行处理,这一转变增加了软件编程的复杂性。
书中详细介绍了ISA(指令集架构),这是连接软件和硬件的关键接口,如80x86、ARMv8、RISC-V等。RISC-V,由UC伯克利研发,具备32个通用寄存器(x0-x31)和32个浮点寄存器(f0-f31),支持32位单精度和64位双精度浮点操作。
计算机体系结构由指令集架构、微架构以及硬件三部分组成,是计算机系统设计的核心。影响体系结构设计的五大关键技术包括摩尔定律、阿姆达尔定律以及Dennard缩放定律,它们共同塑造了现代计算机系统的性能与能效。
在内存层级设计方面,本书深入探讨了缓存性能优化和虚拟存储技术,这是提升系统效率的关键环节。同时,书中还详细讲解了指令级并行、数据级并行和线程级并行等并行处理策略,以及面向大规模计算机系统的优化方法。
整体而言,本书系统全面地阐述了计算机体系结构的理论与实践,对于计算机科学领域的研究者和工程师而言,是不可多得的宝贵资源。随着计算机技术的不断进步,本书的内容也在持续更新,为读者提供最新的知识与洞见。