計算機構成論

(1) コンピュータアーキテクチャ入門と性能評価指標: ハードウェアとソフトウェア、スループット、レイテンシ、消費電力、電力効率 (2) 命令セットアーキテクチャとプロセッサ基本構成: アセンブリ言語、機械語、レジスタファイル、演算器、データパス、シングルサイクルプロセッサ、マルチサイクルプロセッサ (3) パイプラインプロセッサ: パイプライン、ハザード、ストール、フォワーディング (4) メモリシステム1: キャッシュメモリ、DRAM (5) メモリシステム2: セットアソシアティブキャッシュ、キャッシュ置き換え (6) 命令レベル並列処理: 命令レベル並列性、スーパースカラ、命令スケジューリング (7) 投機: 分岐予測、分岐先予測、プリフェッチ (8) 動的命令スケジューリング: インオーダーとアウトオブオーダー、アウトオブオーダー実行、レジスタリネーミング (9) 並列処理と静的命令スケジューリング: SIMD、VLIW (10) 並列アーキテクチャ: マルチスレッド、マルチコアアーキテクチャ (11) 先進アーキテクチャ: GPU、FPGA (12) 仮想記憶と割り込み: アドレス変換、ページテーブル、タイマー、各種I/O、例外 (13) ドメイン特化アーキテクチャ: AIチップ

講義による

小テストまたはレポート課題を適宜課す。これらと期末テストにより、学習の達成度を総合的に評価する。

David Money Harris and Sarah L. Harris, ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャRISC-V版

中森 章, マイクロプロセッサ・アーキテクチャ教科書 吉瀬謙二, RISC-Vで学ぶコンピュータアーキテクチャ 完全入門 Hisa Ando, 高性能コンピュータ技術の基礎 Takenobu Tani, プログラマーのためのCPU入門 ― CPUは如何にしてソフトウェアを高速に実行するか David A. Patterson and Andrew Waterman, RISC-V原典オープンアーキテクチャのススメ David A. Patterson and John L. Hennessy, パターソン&ヘネシー コンピュータの構成と設計 ハードウェアとソフトウェアのインターフェース 第5版 上巻 David A. Patterson and John L. Hennessy, パターソン&ヘネシー コンピュータの構成と設計 ハードウェアとソフトウェアのインターフェース 第5版 下巻 John L. Hennessy and David A. Patterson, ヘネシー&パターソン コンピュータアーキテクチャ定量的アプローチ 第6版 RISC-V

毎講義の後、講義で教示される事項を、教科書に掲載されている演習問題等を通じて復習すること。