竹下世界塔の計算機よもやま話

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<<   作成日時 : 2011/10/25 01:56   >>

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 Computer Architecture: A Quantitative Approach(通称ヘネパタ)の原著第五版出版記念。
1992年は私がハード屋としての職歴を開始した時期なので思い入れがある。当時はさっぱりわからんかった。今も一割理解しているかどうか。

 初版が出た時は「計算機の性能は定量評価すべし」との啓蒙だった。取り扱うのもプロセッサの内部に関してのみ。
二版以降はだんだん外へと向かう。RAIDなどのストレージシステム、ネットワーク、マルチプロセッサ、そしてクラウドコンピューティング。
時代によって扱うテーマも変わってくる。三版からは組み込み系が、四版からはItanium(EPIC)が取り上げられた。五版ではSIMD/GPU。
教育で使われる計算機科学関係の書籍が基本的にパイプライン処理を扱うようになるくらい一般化したので、パイプラインに関する記述はAppendixへと移動した。
Appendixに移動したComputer Arithmetic,Vector Processors,Survey of Instruction Set Architectures などは紙の書籍ではなくオンライン版またはCD-ROMで提供されている。これらは和書第四版で見ておくとよい。
初版、二版まではDLXという仮想のRISCアーキを定量評価の説明に使っていたが、三版以降はMIPSアーキで解説するようになり、学習コストが下がった。MIPSアーキはRISCの中では一番資料が揃い、実装例もたくさんあります。
初めての方は和訳第四版→第五版がお勧め。

 以下は年代別の主要x86プロセッサ。なんとなく時代背景がわかるでしょう。特にPentium4の後は周波数が無限に伸ばせないことが分かりマルチコアに舵を切り始めた時期になります。

1989 80486
1993 Pentium
1997 Pentium Pro
2001 Pentium 4
2006 Core2Duo
2008 Corei7

 ということで第五版はこれからじっくり読みます宣言。ひとりで読んでると分かった気になったつもりでわかってないことが多いので、勉強会とかできんかなあ。

―目次―

H&P(原著1990 和書1992)
コンピュータ・アーキテクチャ 設計・実現・評価の定量的アプローチ【日経BP】
第1章 コンピュータ設計の基礎
第2章 性能とコスト
第3章 命令セットの設計:種々の方式と原理
第4章 種々の命令セットと使用状況の測定
第5章 プロセッサ実現技術の基本
第6章 パイプライン処理
第7章 ベクトル・プロセッサ
第8章 記憶階層の設計
第9章 入出力
第10章 今後の方向
付録
取り上げられたプロセッサ:DLX(解説用のRISCアーキテクチャ),IBM 360/370,VAX,8086

H&P 2nd(1998)
エラッタ
Chapter 1 Fundamentals of Computer Design
Chapter 2 Instruction Set Principles and Examples
Chapter 3 Pipelining
Chapter 4 Advanced Pipelining and Instruction-Level Parallelism
Chapter 5 Memory-Hierarchy Design
Chapter 6 Storage Systems
Chapter 7 Interconnection Networks
Chapter 8 Multiprocessors
Appendix A: Computer Arithmetic
Appendix B: Vector Processors
Appendix C: Survey of RISC Archtectures
Appendix D: An Alternative to RISC: The Intel 80x86
Appendix E: Implementing Coherence Protocols
取り上げられたプロセッサ:DLX,80x86,MIPS,SPARC,PowerPC,PA-RISC,PowerPC620(4章),Alpha(5章)

H&P 3rd (2003)
Google books
Chapter 1 Fundamentals of Computer Design
Chapter 2 Instruction Set Principles and Examples
Chapter 3 Instruction-Level Parallelism and Its Dynamic Exploitation
Chapter 4 Exploiting Instruction-Level Parallelism with Software Approaches
Chapter 5 Memory Hierarchy Design
Chapter 6 Multiprocessors and Thread-Level Parallelism
Chapter 7 Storage Systems
Chapter 8 Interconnection Networks and Clusters
Appendix A Pipelining:Basic and Intermediate Concepts
Appendix B Slutions to Selected Exercises
Appendix C A Survey of RISC Archtectures for Desktop,Server,and Embedded Computers
Appendix D An Alternative to RISC:The Intel 80x86
Appendix E Another Alternative to RISC:The VAX Archtecture
Appendix F The IBM 360/370 Archtecture for Mainframe Computers
Appendix G Vector Processors
Appendix H Computer Arithmetic
Appendix I Implementing Coherence Protocols
取り上げられたプロセッサ:MIPS(解説用のRISCアーキテクチャ)80x86,IBM 360/370,VAX,RISC全般,ARMなど組み込み系
その他:Google Cluster

H&P 4th(2007 和書2008)
Google books
Chapter 1 Fundamentals of Computer Design
Chapter 2 Instruction-Level Parallelism and Its Dynamic Exploitation
Chapter 3 Limits on Instruction-Level Parallelism
Chapter 4 Multiprocessors and Thread-Level Parallelism
Chapter 5 Memory Hierarchy Design
Chapter 6 Storage Systems
Appendix A Pipelining:Basic and Intermediate Concepts
Appendix B Instruction Set Principles and Examples
Appendix C Reiew of memory Hierachy
Appendix D Embedded Systems
Appendix E Interconnection Networks
Appendix F Vector Processors
Appendix G Hardware and Software for VLIW and EPIC
Appendix H Large-Scale Multiprocessors and Scientific Applications
Appendix I Computer Arithmetic
Appendix J Survey of Instruction Set Archtectures
Appendix K Historical Perspectives and References
Appendix L Solutions to Case Study Exercises
取り上げられたプロセッサ:MIPS,80x86,IBM 360/370,VAX,Itanium

1章 計算機設計の基礎
2章 命令レベル並列性とその活用
3章 命令レベル並列性の上限
4章 マルチプロセッサとスレッドレベル並列性
5章 メモリ階層の設計
6章 ストレージシステム
付録A パイプライン処理:基本および中間的な概念
付録B 命令セットの原理と例
付録C 記憶階層の復習
CD-ROM
付録D 組み込みシステム
付録E 相互結合網
付録F ベクトルプロセッサ
付録G VLIW・EPIC向けハードウェアとソフトウェア
付録H 大規模マルチプロセッサと科学技術アプリケーション
付録I コンピュータの演算法
付録J 様々な命令セットアーキテクチャ
付録K 歴史的視点と参考文献

H&P 5th(2011)
Google books
Chapter 1: Fundamentals of Quantitative Design and Analysis
Chapter 2: Memory Hierarchy Design
Chapter 3: Instruction-Level Parallelism and Its Exploitation
Chapter 4: Data-Level Parallelism in Vector, SIMD, and GPU Architectures
Chapter 5: Multiprocessors and Thread-Level Parallelism
Chapter 6: The Warehouse-Scale Computer
Appendix A: Instruction Set Principles
Appendix B: Review of Memory Hierarchy
Appendix C: Pipelining: Basic and Intermediate Concepts

Online Reference Appendices ※coming soon
Appendix D: Storage Systems
Appendix E: Embedded Systems
Appendix F: Interconnection Networks
Appendix G: Vector Processors
Appendix H: Hardware and Software for VLIW and EPIC
Appendix I: Large-Scale Multiprocessors and Scientific Applications
Appendix J: Computer Arithmetic
Appendix K: Survey of Instruction Set Architectures
Appendix L: Historical Perspectives


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