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プロセッサを支える技術 ― 果てしなくスピードを追求する世界

ビジネス・実用
IT・コンピュータ / OS

4.6

(17)
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Posted by ブクログ

eb+DB Press Plus
プロセッサを支える技術
果てしなくスピードを追求する世界
著：Hisa Ando
出版社：技術評論社

コンピュータは速くて、計算結果があっていて、壊れないでしっかり動いてくれればいいのですが、その中心となる、マイクロプロセッサの解説書です

もともと、モトローラの6809や、αチップが好きだったのですが、残念ながら淘汰されました。

2011年までですが、Intel i7,Intel Xeon5600,NVIDIA GPUをカバーしています

気になったのは、以下です。

ノースブリッジ　メモリに割り付けられたアドレス
サウスブリッジ　各ＩＯ機器に割り付けられたアドレス
　割り込みとＩ／Ｏの固定アドレスが決まっているんでした

ムーアの法則

性能向上　クロック向上、並列処理、機能拡張

ビックエンディアンと、リトルエンディアン

アドレス空間　３２ビットと、６４ビット

ノイマン型コンピュータ　プログラム内蔵型コンピュータ
仮想記憶
マルチプロセス
ＲＩＳＣとＣＩＳＣ　単純な機械語、ニーモニック
キャッシュ（１次、２次、３次）とメモリ、仮想メモリ
スーパスカラーと、ベクトル処理

マルチコア
　ＭＰＵの中に複数のプロセッサがある⇒　８コア　とか
マルチプロセッサ
　１つのサーバシステムに複数のプロセッサがある　４ＣＰＵ（１ＣＰＵ：８コア、合計３２コア）
クラスタシステム
　システムに複数のサーバがある、クラスタ（疎結合）

パイプライン
　１命令で複数の処理を行う

キャッシュとメモリの制御ロジック　ＬＲＵ
　一番古いメモリセットを追い出す

ＧＰＵ　グラフィックプロセッサ、ＡＩ専用のプロセッサの登場、ＣＰＵと併用

マルチプログラミング　ページング、ページサイズの調整

割り込み処理　物理アドレス　ポーリング

仮想化

ｘ８６プロセッサから、ｉＣｏｒｅへ

マルチコア間のメモリ制御　４階層ページテーブル

仮想マシン　仮想ＴＬＢ方式　ＶＭＭ

マルチスレッド
　ＶＭＴ　複数のスレッドを切り替えて実行
　ＳＭＴ　複数のスレッドの命令を混ぜて実行

マルチプロセッサシステム
　８コアプロセッサのチップ実装（Intel Xeon 7500)

ロードインバランス　ＣＰＵ内部の負荷分散ロジック

分散メモリシステム　メモリＤＩＭＭのグループ化

目次

本書について
本書の構成

第1章　プロセッサとコンピュータシステムの基礎

1.1コンピュータの構造
1.2　コンピュータの高速化を支える半導体技術
1.3　コンピュータとデータの表現
1.4　プロセッサと命令
1.5　機械命令プログラムの作り方
1.6　まとめ

第2章　プロセッサの変遷

2.1　コンピュータ以前の計算装置
2.2　初期の電子式コンピュータ
2.3　プロセッサを構成する素子の変遷
2.4　命令アーキテクチャの変遷
2.5　マイクロアーキテクチャの発展
2.6　用途が広がるプロセッサ
2.7　まとめ

第3章　［詳説］プログラマのためのプロセッサアーキテクチャ

3.1　マイクロアーキテクチャを支える技術
3.2　プロセッサの利用範囲を広げるアーキテクチャ拡張
3.3　x86 Nehalemアーキテクチャのプロセッサ
3.4　まとめ

第4章　仮想化サポート

4.1仮想化の目的、メリット／デメリット
4.2　仮想化を実現するために
4.3　仮想化をサポートするハードウェア機構
4.4　まとめ

第5章　マルチプロセッサの出現と普及

5.1　マルチスレッドプロセッサ
5.2　マルチプロセッサシステム
5.3　まとめ

第6章　プロセッサ周辺技術

6.1　メインメモリ技術
6.2　入出力装置の接続
6.3　まとめ

第7章　GPGPUと超並列処理

7.1　GPGPUのしくみ
7.2　GPGPUプログラミング
7.3　まとめ

第8章　今後のプロセッサはどうなっていくのか？

8.1　消費電力がすべてを支配する
8.2　より高性能へ、より多くの機能を
8.3　より高信頼で安全なプロセッサ設計
8.4　今後のプロセッサの方向性とは？
8.5　まとめ

索引

ISBN：9784774145211
判型：A5
ページ数：400ページ
定価：2580円（本体）
2011年01月25日初版第1刷発行

0

2025年08月01日
［増補改訂］GPUを支える技術――超並列ハードウェアの快進撃［技術基礎］

ビジネス・実用
IT・コンピュータ / 言語・プログラミング

4.5

(2)
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Posted by ブクログ

グラフィックス表現において重要となるプログラマブルシェーダ技術の誕生。三種の神器である法線マッピング、動的影生成、HDRレンダリング。CPUとGPUの接続点のPCI Expressの話や、CPUやGPUなどの電子回路内の半導体に宇宙線の中性子が衝突することでエラーが生じるメカニズムなど非常に面白かった。計算精度への要件は科学技術計算では厳しく、DLでは緩い。SIMT方式での条件分岐を表現するプレディケート実行は、条件成立も不成立も両方分の実行時間を要してしまう。(GPUに限らないが)DRAMはパストランジスタOFFでも漏れ電流で記憶キャパシタの電荷が減るから数ms周期で全ビット読み出し→再書き込み(リフレッシュ)しないといけない。PCI Expressは2年前に買ったGPUサーバではGen3/4が入ってた気がするが、今は既にGen7の仕様策定フェーズに入ってる模様。およそ2年サイクルのGen更新毎にCPU-GPU間伝送速度2倍は早い気がするがGPUの伸びに比べると遅い。

0

2024年12月19日
プロセッサを支える技術 ― 果てしなくスピードを追求する世界

ビジネス・実用
IT・コンピュータ / OS

4.6

(17)
- カート
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Posted by ブクログ

既に発売から10年が経過しているが、プロセッサに関わる技術の分かりやすい本としては今でも良本と呼べると思う。
さすがにNehalemの細かい記載は懐かしいが、メモリ周りから仮想化まで、非常に詳細かつ分かりやすい。
内容的には、情報処理試験で学ぶこととかなり重複するが、ここまで分かりやすく説明してくれる試験用教科書は無いと思う。

私の本業に係わることも有り、星5つの評価としておく。

0

2022年09月07日
プロセッサを支える技術 ― 果てしなくスピードを追求する世界

ビジネス・実用
IT・コンピュータ / OS

4.6

(17)
- カート
- 試し読み
Posted by ブクログ

1章プロセッサとコンピュータシステムの基礎
　コンピュータを構成する主要素を説明
　　・プロセッサ
　　・メモリ
　　・入出力装置
2章プロセッサの変遷
　省略
3章プログラマのためのプロセッサアーキテクチャ
　マイクロアーキテクチャ
　　パイプライン
　　キャシュ
　　　速度低下を引き起こすスラッシングの対策など
　　RISCとCISC
　　演算器の高速化
　　　分岐予測
　プロセッサの利用範囲を広げるアーキテクチャ
　　・仮想化
　x86 Nehalemアーキテクチャのプロセッサ
　　x86の詳細説明
4章仮想化サポート
　ユーザーの分割、サーバー稼働率の向上に寄与する仮想化について説明
5章マルチプロセッサの出現と普及
　まずはスレッド、マルチスレッドについて、マルチプロセッサについての説明があった。　
6章プロセッサ周辺技術
　メインメモリ
　入出力装置の接続（PCIバス）
7章 GPGPUと超並列処理
　GPUの概略説明と必要性、画像処理から超並列処理への遷移
8章今後のプロセッサはどうなっていくのか？
　すべては熱（消費電力）が支配する

プロセッサの中身を知っておくと高速に処理できるプログラムを書ける。

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2021年06月12日
コンピュータアーキテクチャ技術入門 ――高速化の追求×消費電力の壁

ビジネス・実用
IT・コンピュータ / OS

4.0

(5)
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Posted by ブクログ

なんとなく見た目から気軽な気持ちで読み始めたが、なかなかどうして骨太な内容でとても勉強になった。
扱ってる内容はとても幅広いが、内容は浅すぎず、ハードに疎い自分のようなソフト屋さんが一般教養を身につけるにはとても良い本だと思う。

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2019年01月18日