并行计算机组成与设计

出版者的话赞誉译者序前言第1章　总述11.1　什么是计算机体系结构21.2　并行体系结构的基本组成31.2.1　处理器41.2.2　存储61.2.3　互连91.3　并行体系结构101.3.1　指令级并行101.3.2　线程级并行101.3.3　向量和阵列处理器111.4　性能121.4.1　基准测试集131.4.2　Amdahl定律151.5　技术挑战191.5.1　功耗和能量191.5.2　可靠性191.5.3　连线延迟201.5.4　设计复杂度201.5.5　尺寸缩小极限和CMOS终点21习题22第2章　工艺及其影响252.1　概述252.2　电学基本定律262.2.1　欧姆定律262.2.2　电阻262.2.3　电容272.3　MOSFET晶体管和CMOS反相器272.4　工艺变更302.5　功耗和能耗312.5.1　动态功耗312.5.2　静态功耗352.5.3　功耗和能量指标372.6　可靠性382.6.1　故障和错误382.6.2　可靠性指标392.6.3　故障率和老化402.6.4　瞬时故障422.6.5　间歇性故障442.6.6　永久性故障482.6.7　工艺偏差及其对故障的影响48习题49第3章　处理器微结构513.1　概述513.2　指令集架构523.2.1　指令类型和操作码533.2.2　指令混合553.2.3　指令操作数553.2.4　异常、陷阱和中断583.2.5　存储一致性模型603.2.6　本书的核心ISA603.2.7　CISC和RISC613.3　静态调度流水线633.3.1　经典五级流水线643.3.2　指令乱序完成693.3.3　超流水和超标量CPU723.3.4　分支预测733.3.5　静态指令调度733.3.6　静态流水线的优缺点773.4　动态调度流水线783.4.1　解决数据相关：Tomasulo算法793.4.2　推测执行823.4.3　动态分支预测833.4.4　支持推测的Tomasulo算法873.4.5　动态内存歧义消除893.4.6　显式寄存器重命名913.4.7　指令发射后的寄存器读取933.4.8　推测指令调度943.4.9　打破数据流限制：值预测973.4.10　单周期多指令983.4.11　处理复杂ISA983.5　超长指令字微结构993.5.1　动态和静态技术1003.5.2　VLIW体系结构1003.5.3　循环展开1023.5.4　软件流水1033.5.5　非循环VLIW调度1083.5.6　谓词指令1093.5.7　推测内存歧义消除1103.5.8　异常1103.6　EPIC微结构1123.7　向量微结构1133.7.1　算术/逻辑向量指令1133.7.2　内存向量指令1143.7.3　向量分段开采和链接1153.7.4　条件语句1163.7.5　scatter和gather操作117习题118第4章　存储层次1364.1　概述1364.2　金字塔形存储层次1374.2.1　访存局部性1384.2.2　存储层次中的一致性1384.2.3　存储包含1394.3　cache层次1394.3.1　cache映射及组织方式1394.3.2　替换策略1424.3.3　写策略1434.3.4　cache层次的性能1444.3.5　cache失效的分类1454.3.6　非阻塞cache1454.3.7　cache预取和预加载1474.4　虚拟存储1494.4.1　引入虚存的动机1494.4.2　从操作系统视角看到的虚拟存储1494.4.3　虚地址转换1514.4.4　访存控制1514.4.5　多级页表1524.4.6　反向页表1534.4.7　旁路转换缓冲1534.4.8　带物理标识的虚地址cache1544.4.9　带虚标识的虚地址cache157习题157第5章　多处理器系统1625.1　概述1625.2　并行编程模型1635.2.1　共享内存系统1645.2.2　消息传递系统1665.3　基于消息传递的多处理器系统1675.3.1　消息传递原语1675.3.2　消息传递协议1695.3.3　消息传递协议的硬件支持1705.4　基于总线的共享内存系统1715.4.1　多处理器cache组织1725.4.2　一个简单的侦听cache协议1735.4.3　侦听cache协议的设计空间1765.4.4　协议变种1815.4.5　多阶段侦听cache协议的设计问题1845.4.6　通信事件的分类1885.4.7　TLB一致性1905.5　可扩展共享内存系统1925.5.1　目录协议的基本概念和术语1935.5.2　目录协议实现方法1935.5.3　目录协议的扩展性1975.5.4　层次化系统2005.5.5　页面迁移和复制2015.6　全cache共享内存系统2045.6.1　基本概念、硬件结构和协议2045.6.2　平坦COMA206习题207第6章　互连网络2146.1　概述2146.2　互连网络的设计空间2156.2.1　设计概念综述2156.2.2　延迟和带宽模型2176.3　交换策略2216.4　拓扑结构2236.4.1　间接网络2236.4.2　直接网络2266.5　路由技术2296.5.1　路由算法2296.5.2　死锁避免和确定性路由231