现代计算机体系结构研讨.pptx

现代计算机体系结构研讨 Chapter1.2计算机体系结构. Chapter1.3课程安排授课方式总学时60学时每次三节课评分方式考试80％平时小测验10％平时作业10％ Chapter1.4教材与主要参考书张晨曦等，计算机体系结构，高等教育出版社John L. Hennessy, David A. Patternson, Computer Organization & Design : The Hardware/Software Interface, 2nd ed. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 1998, 机械工业出版社（影印版）1999David A. Patternson, John L. Hennessy, Computer Architecture: A Quantitative Apprach. 2nd ed. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.,1996, 机械工业出版社（影印版）,1999 Chapter1.5第1章 绪论1.1 引论计算机的食物链为什么会有如此变化现代计算机系统发展趋势1.2 计算机体系结构的基本概念1.3 定量分析技术基础 Chapter1.6现实世界食物链—大鱼吃小鱼 Chapter1.7截止1988年计算机食物链 Chapter1.81998年计算机食物链 Chapter1.91. 为什么会有如此变化Performance电路技术的发展CMOS VLSI 取代了原来的TTL, ECL技术，提高了器件性能，降低了器件成本。计算机体系结构技术的发展，提高了低端产品的性能。RISC, Superscalar, VLIW, RAID, ….Price 开发周期缩短，难度降低采用 CMOS VLSI，组件减少，系统相对较小。大规模生产，批量大系列机的概念，使得服务成本降低。Function网络技术，互连网络技术的发展，使得低端产品的功能增强。 Chapter1.102. Technology Trends: Microprocessor CapacityCMOS improvements: Die size: 2X every 3 yrs Line width: halve / 7 yrsAlpha 21264: 15 millionPentium Pro: 5.5 millionPowerPC 620: 6.9 millionAlpha 21164: 9.3 millionSparc Ultra: 5.2 millionMoore’s LawISSCC 2000: 25M+ transistor processors (Intel) Chapter1.11Memory Capacity (Single Chip DRAM)year size(Mb) cyc time1980 0.0625 250 ns1983 0.25 220 ns1986 1 190 ns1989 4 165 ns1992 16 145 ns1996 64 120 ns2000 256 100 ns Chapter1.12Technology Trends(Summary) Capacity Speed (latency)Logic 2x in 3 years 2x in 3 yearsDRAM 4x in 3 years 2x in 10 yearsDisk 4x in 3 years 2x in 10 years Chapter1.13Processor frequency trend Frequency doubles each generation Number of gates/clock reduce by 25% Chapter1.14Processor Performance Trends Chapter1.15Professor Performance Chapter1.16Performance Trends －(Summary)性能: 提高50％ per year （2X / 18 months)性价比: 提高70% per year Chapter1.17 未来可能达到的水平Die Area: 2.5x2.5 cmVoltage: 0.6 - 0.9 VTechnology: 0.07 ?m15 times denserthan today2.5 times powerdensity5 times clock rateSilicon in 2010 Chapter1.18未来的热点之一Source: R