Σύγχρονες Τεχνολογίες Υλικού

Σκοπός μαθήματος

Ο σκοπός του μαθήματος είναι να παρέχει στους φοιτητές θεμελιώδη γνώση τόσο του υλικού των υπολογιστικών συστημάτων όσο και της οργάνωσης και αρχιτεκτονικής αυτών, με έμφαση την κατανόηση τεχνικών αύξησης της απόδοσης των επεξεργαστών.

Στόχοι μαθήματος

  • Κατανόηση αρχιτεκτονικών τεχνικών αύξησης της απόδοσης των επεξεργαστών
  • Κατανόηση σε βάθος της λειτουργίας διοχετευμένου πυρήνα επεξεργαστή και παραλληλία επιπέδου εντολής
  • Κατανόηση του υποσυστήματος μνήμης

Περιγραφή μαθήματος

Τεχνολογία υπολογιστών. Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών. Συστήματα πολυπύρηνων επεξεργαστών. Υλοποίηση διοχέτευσης για αύξηση της απόδοσης του επεξεργαστή: εξαρτήσεις, προώθηση  αποτελεσμάτων (forwarding), αναμονή (stall), καθυστερημένη διακλάδωση. Ιεραρχία συστήματος μνήμης-μνήμη cache. Παραλληλία επιπέδου εντολών (instruction-level parallelism): υπερβαθμωτοί επεξεργαστές (superscalar), VLIW, εκτέλεση εκτός σειράς, μετονομασία καταχωρητών, εικαζόμενη εκτέλεση (speculative execution), πρόβλεψη διακλαδώσεων (branch prediction). Συστήματα με πολλαπλούς επεξεργαστές (clusters). Απόδοση επεξεργαστών. Τεχνολογίες κύριας μνήμης. Συστήματα εισόδου-εξόδου. Μονάδα επεξεργασίας γραφικών (Graphics Processing unit – GPU).

Βιβλιογραφία

  1. Hennessy J., Patterson D., Computer Architecture, A Quantitative Approach, 5th edition
  2. Hennessy J., Patterson D., Computer Organization and Design, 5th edition
  3. Bruce Jacob, Spencer W. Ng, David T. Wang, Memory Systems Cache, DRAM, Disk
  4. Parhami Β.,Computer Architecture: From Microprocessors to Supercomputers, Oxford University Press