Parallel Computer Architecture
- 2012 年度版 (2013年度版準備中)
Instructor
Goal and Theme
今やコンピュータはスマホ・携帯からクラウド、スーパーコンに至るまで、殆ど例外無く並列計算機でできています。本講ではそのアーキテクチャについて学びます。
Abstract
並列・分散処理の核である通信について、その設計と構成を上位レイヤから下位レイヤに向かって理解する。Webにて公開した資料で講義を実施、最近の国際会議報告も極力同Webにて公開するので、その中から望ましい論文を選択して紹介してもらいます。それ以外でも本人の研究領域に近い分野の論文紹介でも可。
Schedule
| 回 | テーマ | 内容 |
|---|---|---|
| 1 | 並列計算機の概要1 | 並列処理計算機が必要となる背景説明と並列計算機の発達を紹介 |
| 2 | 並列計算機の概要2 | 第1回の続きで特に半導体技術の進展、マイクロプロセッサ技術の進展と限界を打ち破るためのぎじゅつとして並列処理が導入された |
| 3 | 命令レベル並列性の開拓1 | 細粒度並列処理の基本であるパイプライン処理の基本技術 |
| 4 | 命令レベル並列性の開拓2 | 計算機内部の並列処理として重要な命令パイプライン技術 |
| 5 | 命令レベル並列性の開拓3 | パイプラインの阻害要因とその解決策。分岐ハザードとダイナミックパイプラインの必要性 |
| 6 | 命令レベル並列性の開拓4 | ダイナミックパイプライン技術の詳細 |
| 7 | コンパイラ支援の命令レベル並列性の開拓 | VLIWやソフトウエアパイプライン、ソフト指示によるプリフェッチなど |
| 8 | メモリシステムの重要性1:キャッシュ | 共有メモリ、主記憶アクセスの遅延隠蔽、トラフィック軽減方策としてのキャッシュの利用法 |
| 9 | メモリシステムの重要性2:キャッシュ | 分散共有キャッシュなどの技術 |
| 10 | メモリシステムの重要性3:キャシュの改善方策 | マルチコア、マルチスレッド及びマルチチップ時でのキャッシュ構成法、高性能化の各種工夫 |
| 11 | メモリシステムの重要性4:仮想記憶システムの高速化と 仮想マシン | 仮想記憶を並列計算機に導入するためのTLBの利用法、仮想マシンの高速化など |
| 12 | 現在のハイエンドな並列マシンのシステム事例 | システム事例として、”京”、”Blue Waters"等のシステム事例研究 |
| 13 | マイクロプロセッサでの並列システム事例 | マルチコア、マルチスレッド、CPU/GPU 併用のヘテロジニアス並列マシンなど |
| 14 | 論文紹介1 | 学生が選択した論文を1人20程度を目処に紹介を行う |
| 15 | 論文紹介2 | 生が選択した論文を1人20程度を目処に紹介を行う |
授業外に行うべき学習活動
講義資料は事前にWebにて配布予定。事前に目を通しておくこと。 また、論文紹介の素材として、最近の国際会議から当該分野に関連するオリジナル論文を集めてWebにて公開するのでその中から1つ選び論文紹介の準備をしておくこと。
Materials
Webにて随時公開する
References
特になし。
Evaluation Method
出席および論文紹介内容による
前年度の授業改善アンケートからの気づき
3/2が講義形式で残りが受講者の出番です。当該分野の最近の論文をあらかじめ集めて、Webにて公開します。学生本人の関連分野で本講に関連あれば自分で探した論文の紹介でも構いません。 他の学生の論文紹介でも、ただ聞いているだけでなく積極的に議論に参加してください。