Rechnerarchitektur

Vorlesung: Rechnerarchitektur

Grundlegende Ziele der Rechnerarchitektur

• Aufgaben des Rechnerarchitekten,
• Anforderungen,
• Kosten und Trends,
• Messen und Bewerten der Performanz,
• Faustregeln der Rechnerarchitektur,
• Trugschlüsse und Fallstricke

Befehlssätze: Prinzipien und Beispiele

• Befehlssatzarchitekturen,
• Adressierungsarten,
• Kodierung von Befehlssätzen,
• Übersetzer und Befehlssätze,
• Fallstudie: Die MIPS,
• Trugschlüsse und Fallstricke

Die Speicherhierarchie

• Das ABC der Caches,
• Performanz von Caches,
• Virtueller Speicher

Performanzsteigerung durch Nutzung der Parallelität auf Befehlsebene

• Einfaches Pipelining,
• Pipeline Hazards -- die wichtigsten Hürden,
• Statisches Scheduling

Parallelität auf Befehlsebene (ILP)

• Was ILP wirklich schwer macht,
• Dynamisches Scheduling
• Sprungzielvorhersage,
• Spekulation

Parallelität auf Datenebene

• Eine Vektor MIPS
• GPUs als Supercomputer

Parallelität auf Threadebene

• Multicore CPUs
• Cache Kohärenz bei SMPs
• Cache Kohärenz bei DMMs
• Synchronisation

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Literatur

• J.L. Hennessy, D.A. Patterson Computer Architecture - A Quantitative Approach 4th Ed., Morgan Kaufmann
• S.M. Müller, W.J. Paul Computer Architecture - Complexity and Correctness Springer Verlag
• A.S. Tanenbaum, J.R. Goodman Structured Computer Organization 4th Ed., Prentice Hall