マイクロプロセッサ・アーキテクチャ教科書

構成数 : 1

★目次

◎MPUの基本からAIプロセッサ,TrustZone,RISC-Vまで
☆マイクロプロセッサ・アーキテクチャ教科書

本書は,中森章 著「マイクロプロセッサ・アーキテクチャ入門」(2004年4月1日初版発行)の各章を加筆/再編集したものです.

◎コンピュータの誕生からプロセッサの発展まで
●Prologue マイクロプロセッサの歴史
前史:マイクロプロセッサが産まれる前
登場:マイクロプロセッサ
進化:さまざまな製品が登場する
近代:32ビットMPUの登場
発展:RISCの時代へ
現代:今使われている技術

◎プロセッサの構成要素と動作の基本
●Chapter1 プロセッサの基礎知識
1.コンピュータができること
2.MPUの構成要素
3.命令コード,オペランド,アドレッシングモード

◎もっとも基本的なプロセッサ高速化技法
●Chapter2 パイプライン処理の概念と実際
○パイプライン処理の概念
1.パイプラインとは
2.パイプラインの理論
3.パイプラインを効率良く動かす各種の方法
○パイプライン処理の実際
4.R3000のパイプライン
5.Arm/StrongARM/XScale
6.R4000
7.Arm Cortex
8.RISC-V Rocket
9.Xtensa

◎1クロックで複数の命令を同時に実行する
●Chapter3 並列処理の基本とスーパースカラ
○スーパースカラの基本
1.CPIからIPCへ
2.複数の命令を並列実行するスーパースカラの概念
3.スーパースカラの実現
4.スーパースカラの命令発行を効率的に行うための「レジスタリネーミング」
5.分岐予測と投機実行
○スーパースカラの実際
6. Cortex-M7
7. R10000
8. Cortex-A72
9. Cortex-A78
10.BOOMv1/BOOMv2
11.BOOMv3
12.Pentium
13.Pentium II
14.Pentium4
15.Pentium M
16.Nehalem
17.Alder Lake(Golden CoveとGracemont)
18.Hammerのパイプライン
19.Ryzen(Zen)
20.Alpha21264

◎キャッシュ構造の違いから,680x0/i486/R4000のキャッシュの動作まで
●Chapter4 キャッシュのメカニズム
1.キャッシュの内部構成
2.キャッシュへのアクセス方式
3.リプレースメント方式
4.書き込み制御
5.キャッシュを支える各種機能
6.実際のプロセッサのキャッシュ構成

◎システムオンチップ時代のデバッグ手法
●AppendixI エミュレーション機能の基礎

◎仮想記憶/メモリ保護機能を実現するために
●Chapter5 MMUの基礎と実際
1.仮想記憶とは
2.アドレス変換
3.TLB
4.PTE(Page Table Entry)の実例
5.メモリ保護
6.MMUの実例
7.最近のMPU(プロセッサ)のMMU
8.MPU(Memory Protection Unit)とは何か

◎携帯機器ではとくに重要な
●AppendixII 低消費電力技術の原理

◎外的要因と内的要因,ハードウェア割り込みとソフトウェア割り込みの違いを理解する
●Chapter6 割り込みと例外の概念とその違い
1.MPUにおける割り込みと例外
2.外部割り込みと例外の動作の概要
3.割り込みと例外処理の実際

◎VLIWの復権はあるのか
●Chapter7 VLIWとは何か
1.VLIWの概念
2.VLIWの実際(1)― Itanium
3.VLIWの実際(2)― Crusoe

◎誤り検出/訂正符号やシステムの多重化など
●AppendixIII 高信頼性をサポートする機能

◎処理性能を上げるための最後の切り札
●Chapter8 マルチプロセッサの基礎
1.マルチプロセッサの基礎
2.マルチプロセッサのキャッシュ制御
3.プロセス間の相互通信の方法
4.マルチプロセッサを構築する技術
5.マルチプロセッサの構造

◎浮動小数点演算を高速にこなすための
●Chapter9 FPUのしくみ
1.IEEE 754とは
2.浮動小数点演算命令の処理手順
3.浮動小数点演算で発生する例外
4.演算精度について
5.浮動小数点演算処理の実際
6.浮動小数点に関する最近の話題

◎演算回路をいかに高速に処理するか
●AppendixIV 高速演算器の実際

◎MPUの新たな用途
●Chapter10 AIチップの概要
○AI専用チップに注目が集まる背景
AIチップの歴史
AIチップで行う基本計算
AIチップの利点の考察…端末側にメリットがある気がする
○AIチップの基礎知識
これからはDSA(ドメイン固有アーキテクチャ)に注目が集まる
AIチップに求められる計算機能
推論用AIチップと学習用AIチップのちがい
AIプロセッサ3つの実例
AIプロセッサ1:Espera...