抱歉，您的浏览器无法访问本站

本页面需要浏览器支持（启用）JavaScript


了解详情 >

课程信息

Welcome to the Spring 2024 Computer Architecture web page. The course is intended to provide a foundation for students interested in performance programming, compilers, and operating systems, as well as computer architecture and engineering. Our goal is for you to better understand how software interacts with hardware, and to understand how trends in technology, applications, and economics drive continuing changes in the field. The course will cover the different forms of parallelism found in applications (instruction-level, data-level, thread-level, request-level) and how these can be exploited with various architectural features. We will cover pipelining, superscalar, speculative and out-of-order execution, vector machines, VLIW machines, multithreading, graphics processing units, and parallel microprocessors. We will also explore the design of memory systems including caches, virtual memory, and DRAM.

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、指令级并行、线程级并行的基本原理和方法
  • 初步理解面向特定领域的处理器设计

课程内容

  • 简单机器设计（Chapter1，Appendix A，Appendix C）
    ISAs, Iron Law, simple pipelines
  • 存储系统（Chapter2，Appendix B）
    DRAM, caches, virtual memory systems
  • 指令级并行（Chapter 3）
    score-boarding, out-of-order issue
  • 数据级并行（Chapter 4）
    vector machines, VLIW machines, multithreaded machines
  • 线程级并行（Chapter 5）
    memory models, cache coherence, synchronization
  • 面向特定领域的处理器体系结构（DSA）
    IPU、DSP、GPU

Course Calendar

Week Date Lecture Topic Readings
5th Edition		 Readings
6th Edition		 Resources
1 2月26日 1-1 体系结构简介 Ch.1 Ch.1 chapter01-history
2月29日 1-2 发展历史、现状及趋势 Ch.1 Ch.1 chapter01-trends, chapter01-intro
2 3月4日 1-3 定量分析基础 Ch.1 Ch.1
3月7日 2-1 ISA的基本概念 Appendix A Appendix A chapter02-ISA
3 3月11日 2-2 ISA的功能设计 Appendix A Appendix A
3月14日 2-3 ISA的实现 Appendix A Appendix A
4 3月18日 3-1 基本流水线、性能评估 Appendix C Appendix C chapter03-pipeline
3月21日 3-2 基本流水线的扩展 Appendix C Appendix C
5 3月25日 4-1 Cache的基本概念 Appendix B.1-B.2 Ch.2.1 Appendix B.1-B.2 Ch.2.1 chapter04-memory
3月28日 4-2 Cache的优化方法I Appendix B.3 Ch.2.2 Appendix B.3 Ch.2.2
6 4月1日 4-3 Cache的优化技术II Appendix B Ch.2.2 Appendix B Ch.2.2
4月4日
7 4月8日 4-4-1 Cache的优化方法III
4-4-2 存储技术及优化		 Appendix B.3 Ch.2.2-2.3 Appendix B.3 Ch.2.2-2.3
4月11日 4-5 虚拟存储 （2学时） Appendix B.4 Ch.2.4 Appendix B.4 Ch.2.4
8 4月15日 5-1 ILP的基本概念及静态指令流调度 Ch.3.1-3.2 Ch.3.1-3.2
4月18日 5-2 动态指令流调度 I Ch.3.4 3.5 Ch.3.4 3.5 chapter05-ILP
9 4月22日 5-3 动态指令流调度 II Ch.3.4 3.5 Ch.3.4 3.5
4月25日 5-4 分支预测 Ch.3.3 3.9-3.10 Ch.3.3 3.9-3.10
10 4月28日 5-5 推断执行 Ch.3.6 3.9
4月29日 5-6 存储器访问冲突 及 多发射 Ch.3.7 3.8 Ch.3.7 3.8
5月2日
11 5月6日 5-7 多线程技术 Ch.3.12 Ch.3.12
5月9日 6-1 向量处理机模型 I Ch.4.1-4.3(Appendix G) Ch.4.1-4.3(Appendix G) chapter06-1-Vector
12 5月13日 6-2 向量处理机模型 II Ch.4.1-4.3(Appendix G) Ch.4.1-4.3(Appendix G)
5月16日 6-3 GPU-I Ch.4.4-4.9 Ch.4.4-4.9 chapter06-2-GPU
13 5月20日 6-4 GPU-II Ch.4.4-4.9 Ch.4.4-4.9
5月23日 7-1 存储一致性 I Ch.5.1-5.4 Ch.5.1-5.4 chapter07-1-Coherence-I
14 5月27日 7-2 存储一致性 II Ch.5.1-5.4 Ch.5.1-5.4 chapter07-1-Coherence-II
5月30日 7-3 存储一致性 III Ch.5.1-5.4 Ch.5.1-5.4
15 6月3日 7-4 存储同一性 Ch.5.1, 5.5-5.6 Ch.5.1, 5.5-5.6 chapter07-1-Consistency
6月6日