コンピューティングアーキテクチャ

現在のコンピュータシステムは、CPUだけではなく様々な計算資源を組み合わせた複雑なものである。情報システムに基づく優れたアプリケーションの実現には、それぞれの技術を俯瞰して理解することが重要である。本講義では、速度、消費電力、コストなどの観点で優れたコンピュータの発展的な実現方式に関する知識と技術の習得を目的とする。

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授業計画

(1) コンピュータの構成とトレンド: 性能評価指標、GPU、ドメイン特化アーキテクチャの導入 (2) 相互結合網: トポロジ、ルーティング、ルータアーキテクチャ (3) ハードウェアアルゴリズムとドメイン特化アーキテクチャ: ソーティング、行列積、DNNアクセラレータ (4) FPGAとハードウェア設計手法: FPGAアーキテクチャ、ハードウェア記述言語、高位合成ツール (5) FPGAと高位合成ツールを用いたドメイン特化アクセラレータの開発1 (6) FPGAと高位合成ツールを用いたドメイン特化アクセラレータの開発2 (7) ポストムーア時代に向けたコンピューティング技術

授業の方法

講義と演習による

成績評価方法

FPGAを用いたハードウェア開発の課題およびレポート課題を適宜課す。これらにより学習の達成度を総合的に評価する。

教科書

適宜資料を配布する。

参考書

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 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 天野英晴、FPGAの原理と構成天野英晴、並列コンピュータ非定量的アプローチ

履修上の注意

コンピュータアーキテクチャに関する基本的な知識を有していること。システム開発を通じて、講義で教示される事項の理解を深めること。ハードウェア記述言語に関する知見を有することが好ましい。