计算机系统结构复习（二）：Fundamentals基本法则与性能评测
计算机系统结构复习（二）：Fundamentals基本法则与性能评测
导图
本章重点内容目录
Why Such Change in 20 years? 三方面
Performance性能上：
Technology Advances 技术工艺的进步(在成本和性能上超越了较老的工艺技术)
Computer architecture advances improves lowend 计算机体系结构的进步，改进了低端系统的性能(如 RISC)
Price价格上：
Simpler development 开发更简单(系统更小、部件更少、集成度高、功能强大)
Higher volumes 容量更大
Function功能上 ：
Rise of networking/local interconnection technology 联网/局部互联技术的高速发展
单核处理机时代的终结
进入21世纪后，计算机系统的性能不再按照摩尔定律高速提升了，每年提升的百分比降到个位数；
内在原因：Power Wall + ILP Wall + Memory Wall = Brick Wall，功率消耗大，指令并行性被挖掘殆尽，存储限制（通信待宽和延迟构成）
新摩尔定律：
芯片设计的巨大变化 Sea Change in Chip Design
越来越长：字长4,8,16,32,64…
越来越快：速度
越来越多：多核（趋势：单核->多核->众核群核）
芯片巨变带来的问题：在软件上，算法和编译器等不能支持DLP和TLP，在硬件上，体系结构无法支持太多的核共存在一个芯片上
RAMP project & FPGA & GPU
FPGA： 可编程逻辑器件。由于FPGA正按照摩尔定律在速度、价格、集成度方面不断进步，所以由FPGA实现的并行计算机系统将很快趋于实用化。“可编程”成为缩短上市时间的一个必要功能。
RAMP： RAMP 是一个开源的，以FPGA为基础的，广泛的协作项目，目标是为在芯片上进行大规模并行系统实验提供极其 灵活和低成本的平台。
新趋势： putting all onto one chip (把cpu, gpu, io, ddr做到一个芯片上)
Amdahl’s Law 阿姆达尔定律 P7（计算题）
1:Fraction_enhanced(增强比例):计算机执行某个任务的总时间中可被改进部分的时间所占的百分比.
2:Speedup_enhanced(增强加速比):改进部分采用改进措施后比没有采用改进措施前性能提高倍数(旧时间/新时间)
计算机性能指标 P8（计算题）
设CPI为每条指令的平均时钟周期数，IC为所执行的指令条数。
CPU时间 = 执行程序所需时钟周期数 * 时钟周期时间
CPI = 执行程序所需时钟周期数 / IC
CPU时间 = IC* CPI *时钟周期时间