高性能計算基盤 (130003) High performance computing platforms (130003)
 
◇ 担当教員 Instructor : 中島 康彦(Yasuhiko Nakashima / なかしま やすひこ)、 中田 尚(Takashi Nakada / なかだ たかし)
◇ 単位数 Credits : 1単位 ◇ 選択・必修 Required/Elective : 選択 ◇ 講義室 Room : L1
◇ 講義スタイル Style : 講義/公開
◇ 開講時期 Quarter : Ⅱ期 火曜1限

◇ 授業目的 Course goals : プログラム実行方法に関する、様々な技術と、速度、電力、互換性などのトレードオフについて学ぶ。ハードウェア技術者/研究者になりたい学生はもちろん、ソフトウェア技術者/研究者としてより高性能なプロダクトの開発を目指す学生が、様々な角度からプログラム実行方式を検討できるようになることを目的とする。

This lecture gives variety of efficient techniques and tradeoffs including speed, power, compatibility, and so on for executing programs. The wide and profound knowledge is helpful for students that have main interest in not only hardware but also software.
◇ 授業内容 Course description : 1. パイプライン実行の基礎(教科書4章), (中田)
計算機システムで学んだ機械語命令はどうすれば毎サイクル実行できるのか
The basics of pipelined execution(Textbook Chap.4)
Why computers can execute instructions every cycle?
2. 計算の予測と投機実行(教科書7章), (中田)
計算は予測できる.予測できれば投機できる
Prediction and speculation(Textbook Chap.7)
Computations can be predicted and then speculated.
3. スーパスカラとVLIW(教科書8章), (中島)
互換性と複雑さはトレードオフの関係にある
Superscalars and VLIW(Textbook Chap.8),
Computrers have tradeoffs between compatibility and complexity.
4. ベクトル型アクセラレータとGPU(教科書9章), (中島)
さらに並列度を向上させる大規模計算の仕組み
Vector accelerators and GPU(Textbook Chap.9),
How can we get ultimate performance in large-scale computations?
5. FPGAとCGRA(教科書9章), (中島)
大量の演算器を制御する方法とは
FPGA and CGRA
How can we manage huge number of calclation?
6. アーキテクチャ検証ツールとアーキテクチャ模倣ツール(中島)
アーキテクチャの妥当性はどのように検証するのか
Simulation and Emulation
How can we validate architecture?
7. 主記憶分散型システムと共有型システム(教科書15章), (中田)
主記憶分散型と共有型の違いと得失
Multicores and distributed memory system
The pros and cons of distributed-memory systems and shared-memory systems.
8. Summarization + Final Exam(中田)

◇ 教科書 Textbook : OHM大学テキストシリーズ第38巻 コンピュータアーキテクチャ ISBN:978-4-274-21253-6(電子版あり)
◇ 参考書 Reference materials : Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN:978-0-12-383872-8
Power-efficient System Design ISBN978-1-4419-6387-1
Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN0-12-370490-1
Principles of CMOS VLSI Design A Systems Perspective ISBN0-321-22337-3
Embedded Computing A VLIW Approach to Architecture, Compilers, and Tools ISBN1-55860-766-8
Speculative Execution in High Performance Computer Architecture ISBN1-58488-447-9
◇ 履修条件 Prerequisites : None
◇ 成績評価 Grading : Minitests+Exam
◇ オフィスアワー Office Hours : None (make an appointment by e-mail)
◇ 講義関連URL URL :
講義資料
◇ 配布資料 Handouts : 現在、配布資料はありません。