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酷酷的大綱
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Eight Great Ideas in Computer Architecture (1.2)

  1. 摩爾定律
  1. Use Abstraction to Simplify Design
  1. Make the Common Case Fast 就是把常見的使用的原件,把它加速,而不是去想 special case
  1. Performance via Paralleism 字面上的意思
  1. Performance via Pipelining 看不太懂,但應該是把資料流離清一點
  1. Performance via Prediction 字面上的,就是在需求來之前就準備好
  1. Hierarchy of Memories 記憶體有層次
  1. Dependability via Redundancy 就為了可靠性,可以有多一點的備用硬體資源
原文
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Below Your Program

雖然應用程式很複雜,但是其實硬體那邊,我們執行的東西都是一樣的。
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  • Compilers 是把高解語言轉組合語言的程式
關係範例圖
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架構相關

Instruction set architecture
指的是個硬體跟軟體溝通的架構、框架,例如 x86, ARM, MIPS
其中這些架構會提供 application binary interface (ABI)
具體的內容就是組合語言
 
 

RAM 的補充

  • Cache memory 是在 CPU 旁邊的高速記憶體
  • SRAM 比較快, DRAM 比較慢(因為原理不同,但價格也不同)
 

Technologies for Building Processors and Memory

 
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由上而下是真空管、電晶體、集成電路
 
他們的功用就是製造出 Gate ,三種分別是不同的方法

講古

真空管

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總之二極管就想像有個電子一直飄過去,接著多一個閘極,我們就可以去控制它的行為,因此可以拿來做 Gate,為了讓電子比較好跑,所以抽真空變真空管
 

電晶體

核心使用半導體技術,但坑有點大,因此就不多做介紹
 

積體電路

其實就是一打電晶體,有空補充
 
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以上是積體電路的製程,沒有詳細的技術,但大體上步驟有這些
一些名詞:
  • Silicon ingot:矽晶棒
  • Blank wafers:空的晶圓
  • die:裸晶片、晶粒(未經封裝的積體電路本人)
  • chip:晶片(已經是成品了)
 
什麼是封裝:
包覆一個或多個半導體元件或積體電路的載體/外殼
 
目的:為晶粒提供一定的衝擊/劃傷保護,為晶粒提供與外部電路連接的引腳或觸點, 在晶粒工作時幫助將晶粒工作產生的熱量帶走。

商業的東東,計算晶圓成本相關

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  • 最後一個等式是經驗法則,不知道在寫啥
 

Performance

大家段考必考的東西

名詞定義

因為 CPU 執行一個任務有很多方面的影響,我們先定義名詞區分開來,之後可以分 case 討論,而找出具體 CPU 不夠快是因為哪個部分受到影響,導致出現瓶頸。
 

簡單的

  • Response time (a.k.a. execution time) 只電腦處理 task 的時間,包含記憶體、IO等等
  • Throughput (a.k.a. bandwidth) 每個單位時間可以處理幾個 task
  • CPU execution time (a.k.a. CPU time) 實際 CPU 對一個特定的 task 所需要的時間
  • user CPU time CPU time 針對 task 中的 program 所需要的時間
  • system CPU time CPU time - user CPU time
 

Clock 相關

由於上述提到的時間太不精確和好計算了,因此我們使用 clock 來觀察
  • clock 一個 CPU basic function
  • clock cycle 一個 clock 所需要的時間
  • CPI (clock cycle per instruction)

各種公式

計算執行一個 program 的時間
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計算 CPU clock cycles
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CPU Time
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MIPS(million instruction per second)
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其他小補充

Power wall (1.7)

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Multiprocessors(1.8)

就時代在變 :)
 
 
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