流处理器研究与设计
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分類: 图书,计算机/网络,硬件 外部设备 维修,
作者: 张春元等著
出 版 社: 电子工业出版社
出版时间: 2009-4-1字数:版次: 1页数: 275印刷时间:开本: 16开印次: 1纸张:I S B N : 9787121084874包装: 平装内容简介
本书介绍了一种新型的非冯•诺依曼体系结构——流体系结构。作者在前人的研究基础上,结合自己多年科研工作的体会,介绍了流处理的主要思想、流体系结构及其运行机制、编程模型及编译器设计,以JPEG和H264等典型应用为例详述了应用的流化方法;并叙述了多核流体系结构设计、程序设计与编译、VLSI特性等多个方面的内容;最后就流体系结构的未来发展进行了讨论。本书在介绍流体系结构这一专业领域的知识和技术时,秉承实事求是的科研精神,力求做到由浅入深、文字流畅、便于阅读。
本书可作为从事处理器体系结构设计与开发的科研人员和广大爱好者的参考书,也可作为大专院校计算机相关专业本科生、研究生的教材或参考书。
目录
第1章绪论
1.1VLSI技术的发展对处理器体系结构的影响
1.2应用对体系结构提出的新要求
1.3高性能体系结构面临新的挑战
1.3.1专用处理器
1.3.2通用微处理器
1.3.3DSP与可编程的媒体处理器
1.4新兴的流处理器
1.4.1Imagine和Merrimac
1.4.2CELL处理器
1.4.3基于片上存储的VIRAM体系结构
1.4.4片内多处理机体系结构的代表:RAW和TRIPS
1.4.5流计算模型SCORE
1.4.6新型流体系结构小结
第2章流处理
2.1流处理思想
2.2硬件结构模型
2.2.1解耦合计算和访存
2.2.2多级存储层次
2.3流处理实例及与向量处理的比较
2.4小结
第3章流处理器微体系结构
3.1流体系结构设计思想
3.1.1控制子系统
3.1.2存储子系统
3.1.3计算子系统
3.1.4对外接口
3.2流处理器的指令集设计技术
3.2.1流级指令
3.2.2kernel级指令
3.3流处理器的流水线设计技术
3.3.1核心指令执行流水线的组织结构
3.3.2流数据访问流水线的组织结构
3.3.3流水线的数据通路及其相关处理
3.4流处理器计算子系统的设计
3.4.1簇内寄存器文件系统
3.4.2簇内交叉互连开关
3.4.3运算单元ALU和DSQ
3.4.4计算簇内便笺存储器设计
3.4.5计算簇间的通信单元设计
3.4.6流IO单元设计
3.5流处理器控制子系统的设计
3.5.1核心指令控制逻辑
3.5.2流指令控制逻辑
3.5.3标量处理器核的控制逻辑
3.6流处理器存储子系统的设计
3.6.1流寄存器文件
3.6.2Cache
3.6.3DRAM存储器
3.7流处理器核对外接口的设计
3.7.1与标量处理器核的接口
3.7.2多片流处理器核互连接口
3.7.3片上总线接口
3.8提高性能的优化设计讨论
……
第4章流处理器协同机制
第5章流编程模型与编译器
第6章流应用与编程
第7章多核流处理器设计
第8章未来流处理器研究
参考文献
缩略语表
书摘插图
第2章流处理
流处理器体系结构是一个新兴的体系结构概念,要理解它就必须从流模型、流处理等基本思想入手。本章从概述的角度出发,主要介绍一些基本的概念思想,以及基于流处理的硬件结构模型。此外,因为流处理是从向量技术发展而来的,所以本章最后还以实例说明了二者的区别。
2.1流处理思想
流,是不间断的、连续的、移动的记录队列,队列长度可以是定长或不定长的。流记录的组成可以复杂或简单,如一个三角形的顶点、一幅图像的8×8的像素区域、一个简单的整数等。流处理就是针对流应用的上述特征进行的特殊处理,其本质思想可归纳为以下几点。
1.计算过程的分解
计算过程的分解是指人为地将一个应用分解成一系列的计算核心程序(kernel),产生数据流图,形成明确的生产者一消费者模型。基本上是根据功能来划分核心程序,每个核心都有明确的输入流和输出流。
……