计算机体系结构学科发展简介石教英浙江大学计算机学院计算机系统研究所 2002 年11月目录一、计算机体系结构学科发展回顾 、指令级并行性开发技术 1. RISC 与 CISC 、指令多发射技术 、 Cache 技术 Cache Cache 能提高计算机性能? 3. Cache 技术的发展五、多处理器技术 、我国计算机体系结构研究进展一、计算机体系结构学科发展回顾? Computer Architecture 定义?应用机器语言的程序员为了能正确编写时序无关的程序所必须了解的计算机的结构。?简单讲:计算机体系结构是一门设计计算机的学科,包括计算机的指令系统设计,结构设计,实现技术,以及与系统软件操作系统和编译器相关的技术。 1、计算机性能高速发展及其原因?1946 年第一台通用电子计算机 ENIAS 诞生至今仅56年——每秒 5000 次运算加法?计算机技术以惊人速度发展,并将继续高速发展?1980 年百万美元机器的性能比不上今年<1 千美元的机器?今天最高性能的微处理器超过 10年前的超级计算机?如用于高端网络交换机和最新电子游戏机的微处理器速度可达每秒 10亿次运算计算机性能高速发展原因??—以稳定速度发展,主要指 IC技术创新设计—发展速度不稳定,有时快有时慢各年代的性能提高速率 RISC 体系结构、 Cache 等创新设计技术 58% 1980 年代末微处理器芯片广泛应用 35% 1970 年代末 25%-30% 1970 年代初原因性能的年提高率年代截止 2001 年微处理器性能增长率 RISC 、 Cache 技术发展阶段? RISC 体系结构发展又可分为两个阶段?早期集中发展指令级并行技术?后期集中发展多指令发射技术? Cache 技术发展同样经历两个阶段?早期集中发展 Cache 的原理性应用?后期集中发展新的 Cache 组织和各种 Cache 性能优化技术?计算机创新设计对每年 58% 性能提高率的贡献——超过技术进步贡献达 15倍之多?说明: 计算机体系结构学科的重要性!!
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