Курс посвящен обзору состояния дел в области многоядерных процессоров. Представлены основные многоядерные процессоры и архитектуры, разработанные на конец 2009 года, кратко рассмотрены основные приемы программирования многоядерных систем. Материал курса составлен на основе статей и отчетов ряда экспертов, работах исследовательских групп, технических материалов и анонсов компаний-производителей...

Введение......9Лекция 1. Предпосылки, вызовы, модели мира современных высокопроизводительных вычислений......11Предпосылки......11Проблемы......11Мнения ведущих специалистов......13Возможные пути обхода проблем......18Краткие итоги......21Лекция 2. Классификация современных приложений и многоядерных систем......23Сферы применения многоядерных процессоров......23Основные классы многоядерных процессоров (many-core, multi-core, MIMD, SIMD, SMP, MMP)......26Краткие итоги......27Лекция 3. Высокопроизводительные многоядерные процессоры для встраиваемых приложений......29«Ячеистые» процессоры компании Tilera......29Процессор CSX700......39Краткие итоги......44Лекция 4. Многоядерные процессоры с низким энергопотреблением......45167-ядерная вычислительная платформа — AsAP-II......45Процессоры SEAforth......52Краткие итоги......61Лекция 5. Графический процессор G80......63Структура графического процессора G80......63Модель программирования CUDA......68Краткие итоги......70Лекция 6. Проект Larrabee......72Краткие итоги......77Лекция 7. Проект ATAC......79Предпосылки......79Основные идеи архитектуры ATAC......80Ключевые элементы технологии АТАС......82Структура межъядерных связей......85Передача данных и согласование кэш-памяти......87Краткие итоги......89Лекция 8. Мультиядерные процессоры ARM-архитектуры......91Процессоры с IP-ядрами ARM......92Общая характеристика мультиядерных ARM-процессоров......92ARM11 MPCore......94Серия Cortex-A MPCore......95ARM Cortex-A9 MPCore......97ARM Cortex-A5......99Краткие итоги......101Лекция 9. Мультиядерные процессоры на базе MIPS-совместимых ядер......102Когерентная процессорная система MIPS32 1004K......102Система на кристалле XLP832......104Краткие итоги......108Лекция 10. Мультипроцессор Cell......109Общая структура процессора Cell......109Структура процессорного элемента Power (PPE)......110Структура SPE (Synergistic Processor Elements) — «синергичного» процессорного элемента......112Краткие итоги......116Лекция 11. Процессоры AMD......117Хронология процессоров AMD......117Мультиядерные AMD Obteron......121Краткие итоги......129Лекция 12. Процессоры архитектуры SPARC......131Хронология современных процессоров SPARC......131Ядро SPARC......134Краткие итоги......138Лекция 13. Процессоры Intel......139Хронология процессоров Intel......139Краткие итоги......161Лекция 14. Состояние отечественных разработок в области высокопроизводительных вычислений......163Микропроцессор 1891ВМ3......166Микросхемы сигнальных процессоров серии «Мультикор»......168Микросхема сигнального процессора 1892ВМ3Т......173Микросхема сигнального процессора 1892ВМ2Я......177Микросхемы сигнальных процессоров 1892ВМ5Я (MC-0226, ЦПОС-02) и 1892ВМ4Я......181Телекоммуникационный микропроцессор NVCom-01......185Краткие итоги......188Лекция 15. Сравнительные характеристики процессоров......189Интегральные характеристики......189Производительность отдельных ядер......191Краткие итоги......195Лекция 16. Приемы и технологии программирования многоядерных процессоров......197Проблемы параллельного программирования......197Модель выгрузки функций (function offload model)......202Модель ускорения вычислений (computational acceleration)......203Потоковые модели (streaming models)......204Модель мультипроцессора с разделяемой памятью (shared-memory multiprocessor model)......207Модель ассиметричных потоков (asymmetric thread runtime model)......207Краткие итоги......211Лекция 17. Средства программирования многоядерных процессоров......213Специализированные библиотеки......213Языки программирования......216Краткие итоги......219Заключение......221Общий глоссарий......222Список сокращений......232Предметный указатель......238Литература......241