《计算机体系结构:量化研究方法》第5版解析,GPU体系结构揭秘
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更新于2024-07-24
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"《计算机体系结构—量化研究方法-第5版文字版》是一本深入探讨计算机体系结构的权威教材,由John L. Hennessy和David A. Patterson合著,受到加州大学伯克利分校的Krste Asanović的高度评价。这本书以量化的研究方法为核心,旨在为学生提供最新的计算平台知识,帮助他们理解计算机体系结构的奥秘,从而具备设计未来系统的能力。第五版特别更新了关于数据级并行性的章节,用易于理解的传统计算机架构术语解释了GPU架构,消除了其复杂性。"
在计算机科学领域,体系结构是理解和设计高性能计算系统的基础。《计算机体系结构:量化研究方法》第5版深入介绍了计算机硬件和软件之间的交互,以及如何通过量化分析来优化性能。书中涵盖了处理器设计、内存层次结构、I/O系统、并行计算和能量效率等关键主题。
1. **处理器设计**:讲解了从简单的单核处理器到复杂的多核和多线程处理器的设计原理,强调了性能与功耗之间的平衡,如超标量技术、动态调度和乱序执行。
2. **内存层次结构**:探讨了缓存技术,包括高速缓存的工作原理、缓存一致性问题,以及如何通过缓存策略提高内存访问速度。
3. **数据级并行性**:新版书中重点更新了这一章节,对GPU架构进行了详细的解读,解释了SIMD(单指令多数据)和MIMD(多指令多数据)模型,以及如何利用这些架构进行高效并行计算。
4. **I/O系统**:介绍了现代I/O设备和接口,如PCIe、USB、网络和存储系统的架构,讨论了输入输出操作的优化和性能瓶颈。
5. **并行计算**:涵盖并行编程模型,如OpenMP和MPI,以及并行计算的挑战,如负载均衡和通信开销。
6. **能量效率**:随着绿色计算的重要性日益凸显,书中详细阐述了低功耗设计和能效优化策略,包括动态电压频率调整(DVFS)和多电压岛设计。
7. **量化研究方法**:本书强调使用定量分析来评估和比较不同的架构决策,这包括性能建模、基准测试和性能指标的计算。
该书不仅适合计算机科学专业的学生,也对从事系统设计、硬件开发和性能工程的专业人士极具参考价值。通过深入学习,读者可以掌握分析和优化计算机体系结构的技能,为未来的计算平台创新打下坚实基础。
2021-10-02 上传
2021-09-30 上传
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