Rechneraufbau und Rechnerarchitektur

Thema dieses Werkes sind der Aufbau moderner Mikroprozessoren und der darauf basierenden Rechner. Nach einem Überblick gängiger Prozessoren werden deren Komponenten und grundlegende Befehlssätze dargestellt. Dabei werden vor allem Techniken wie Pipelining, Out- of-order-Execution sowie spekulative Befehlsausführung und Sprungvorhersage in fundierter Weise abgehandelt. Des weiteren gehen die Autoren auf die neuen nebenläufigen Mikroarchitekturtechniken EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) und SMT (Simultaneous Multithreading) ein. Mittels frei verfügbarer Simulatoren und Werkzeuge zur Visualisierung werden alle grundlegenden Konzepte verdeutlicht. Dazu wird insbesondere der von Donald E. Knuth (Stanford University) entwickelte Modell- Prozessor MMIX verwendet. Als hardwarenahes Pendant werden zudem die Performance-Simulatoren SimpleScalar für Superskalar- Architekturen und SMTSIM für Multithreading-Architekturen vorgestellt. TOC:Prozessoren, Busse, Speicher.- Signalprozessoren.- Basistechnologien.- Befehlssätze und Adressierungsarten.- Performance-Masse: CPI/IPC, FLOPs, MIPS, TPC, SPEC.- Ablaufsteuerung und Leitwerte.- Pipelining.- Superskalarität.- Hazards: RAR, RAW, WAR, WAW.- MMIX-Pipeline- Simulator.- EPIC und VLIW.- SimpleScalar-Simulator.- SMTSIM- Simulator.- Branch-Prediction.- Speichersysteme.  Read more...