Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού

Γνωστικοί: Κατανόηση των τεχνικών της δυναμικής και υποθετικής εκτέλεσης εντολών και των αρχιτεκτονικών πολλαπλών κύκλων (multicycles). Κατανόηση των εξαρτήσεων εντολών και της επίδρασης τους στον χρόνο εκτέλεσης των προγραμμάτων. Κατανόηση της ιεραρχίας μνήμης σύγχρονων επεξεργαστών. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο μεταγλωττιστή. Πολυπύρηνες αρχιτεκτονικές και αρχιτεκτονικές κοινής μνήμης. Κατανόηση των μοντέλων συνέπειας και συνάφειας μνήμης. Δεξιότητες: Σχεδίαση τεχνικών βελτιστοποίησης σύγχρονων επεξεργαστών. Σχεδίαση προβλεπτών διακλαδώσεων. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο υλικού, λογισμικού και μεταγλωτιστή. Σχεδίαση υλικού πολυπύρηνων επεξεργαστών. Σχεδίαση μοντέλων συνέπειας και συνάφειας μνήμης. Ανάπτυξη προγραμματών χρησιμοποιώντας διαφορετικές μορφές παραλληλισμού (βοηθητικός πολύνηματισμός, υποθετικός πολύνηματισμός και transactional memories)

Επανάληψη της διασωλήνωσης 5-σταδίων, της δυναμικής και υποθετικής εκτέλεσης εντολών και των αρχιτεκτονικών πολλαπλών κύκλων (multicycles). Επανάληψη των εξαρτήσεων και πότε οι εξαρτήσεις οδηγούν σε κενά (bubbles) στην εκτέλεση των εντολών. Στατικές και δυναμικές τεχνικές πρόβλεψης διακλαδώσεων. Προβλεπτές διακλαδώσεων local και global και προβλεπτές δύο επιπέδων (m, n). Πρόβλεψη διακλαδώσεων στον Core Duo και στον Itanium (predication). Δυναμική μετονομασία καταχωρητών στον Core Duo. Επανάληψη της ιεραρχίας κρυφών μνημών. Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο υλικού (victim caches, miss caches, pseudo-associative caches, elbow caches). Τεχνικές αντικαταστάσεις κρυφών μνημών τελευταίου επιπέδου (last level caches). Τεχνικές υλικού και λογισμικού για την εκ των προτέρων προσκόμιση των δεδομένων σε κρυφές μνήμες πρώτου και τελευταίου επιπέδου (prefetching). Τεχνικές βελτιστοποίησης των κρυφών μνημών σε επίπεδο μεταγλωττιστή (μετασχηματισμοί επαναληπτικών βρόχων). Λόγοι που μας οδήγησαν σε πολυπύρηνες αρχιτεκτονικές (ILP wall +power wall+memory wall = multicores). SISD, SIMD, MISD, MIMD αρχιτεκτονικές. Αρχιτεκτονικές κοινής μνήμης. Το πρόβλημα της συνάφειας μνήμης. Πρωτόκολλα καταλόγου και ευρείας εκπομπής. Τεχνικές μείωσης του λανθασμένου διαμοιρασμού (false sharing). Κατηγορίες πολύνηματικών αρχιτεκτονικών. H εφαρμογή της κρυφής μνήμης ιχνών (trace cache) σε hyperthreading αρχιτεκτονικές. To GPGPU προγραμματιστικό μοντέλο CUDA. Μοντέλα συνέπειας μνήμης (sequential, relaxed, weak consistency models). Συγχρονισμός μνήμης μέσω ατομικών εντολών φόρτωσης/αποθήκευσης (atomic load/stores). Άλλες μορφές παραλληλισμού όπως βοηθητικός πολύνηματισμός (helper threads), υποθετικός πολύνηματισμός (thread level speculation μέσω speculative precomputation και run-ahead execution) και transactional memories.αρχιτεκτονικών.

Αρχιτεκτονική υπολογιστών, Κεντρική μονάδα επεξεργασίας, Πολυπύρηνοι επεξεργαστές, Διασύνδεση Υλικού-Λογισμικού, Αρχιτεκτονικές εκτός μοντέλου von-Neumann, Γλώσσες περιγραφής Υλικού (HDL).

13-10-2020