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导读
引用
Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. (2017). Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann.
章节概要
第六版印刷本共七章，其后是三个复习性附录（A至C）；更多的参考性附录（D至M）在线提供。据出版社介绍，每章临近结尾都有“Putting It All Together”小节，把该章的原理应用于实际技术，本版还更新了案例研究和习题。本版的新内容包括基于RISC-V指令集的示例、一章关于领域专用架构的新章节，以及更新的仓储级计算一章。
第1章：Fundamentals of Quantitative Design and Analysis
开篇一章确立本书以测量和定量推理评价设计选择的方法，是后续各章的基础。
第2章：Memory Hierarchy Design
存储层次的设计。出版社提到本版新增了关于堆叠DRAM的内容。
第3章：Instruction-Level Parallelism and Its Exploitation
指令级并行，以及处理器利用它的技术。
第4章：Data-Level Parallelism in Vector, SIMD, and GPU Architectures
贯穿向量、SIMD和GPU体系结构的数据级并行。出版社提到书中有新款NVIDIA Pascal GPU与支持AVX-512的Intel Skylake CPU性能对比的数据。
第5章：Multiprocessors and Thread-Level Parallelism
多处理器与线程级并行；出版社提到对多核体系结构与组织作了大量增补。
第6章：The Warehouse-Scale Computer
更新后的仓储级计算一章，包含Google最新仓储级计算机的首次公开信息。
第7章：Domain Specific Architectures
新增一章。据出版社介绍，它阐明在摩尔定律与登纳德缩放终结之后，领域专用架构是提升性能与能效的前进道路，并首次公布了业界的若干领域专用架构。
附录A–C（印刷本）
附录A讲指令集原理，附录B复习存储层次，附录C讲流水线，从基本概念到中级概念。
在线附录D–M
存储系统、嵌入式系统、互连网络、向量处理器、VLIW与EPIC的软硬件、大规模多处理器与科学应用、计算机算术、指令集体系结构概览、地址转换的高级概念，以及历史回顾与参考文献。
核心概念
第1–3章：定量设计、存储与ILP
- 定量设计：靠测量和分析而非直觉来选择设计。
- 存储层次：把存储器分层以平衡容量、速度和成本。
- 指令级并行：在单个指令流内同时执行多条指令。
第4–5章：数据级并行与线程级并行
- 向量、SIMD和GPU体系结构：把一种操作施加于大量数据的硬件。
- 多处理器与线程级并行：跨处理器和线程的并行。
第6–7章：大型系统与专用化
- 仓储级计算机：把数据中心规模的机器当作一台计算机。
- 领域专用架构：在通用性能增长受限时，为一类问题量身定制的硬件。
评析
优点
- 方法一以贯之。 书名和开篇一章让本书致力于对设计评价采取定量方法，而“Putting It All Together”小节把每章与实际系统联系起来。
- 主题新近。 第六版增加了领域专用架构一章、更新的仓储级计算一章和RISC-V示例；出版社还列出堆叠DRAM、GPU对CPU的数据以及多核方面的增补。
- 印刷本中有复习附录，深入内容在线上。 指令集原理、存储层次复习和流水线都在印刷本中，便于读者温习基础，更多的参考性附录D至M在线提供。
- 获得认可。 出版社指出，本版荣获2019年教科书卓越奖（Texty）。
局限
- 研究生水平。 出版社把研究生和专业体系结构师作为读者对象，本书以先前学过计算机组成和数字逻辑为基础。
- 参考性附录不在印刷本中。 包括存储、互连网络和计算机算术在内的附录D至M仅在线提供。
- 已有更新的版本。 Elsevier的页面注明已有更新的版本，因此读者应确认课程使用的是哪一版。
在课程中的定位
Hennessy与Patterson是本课程中研究生水平的体系结构教材。Petzold的Code是面向一般读者、以叙事方式讲解计算机如何工作的书，Nisan与Schocken的The Elements of Computing Systems则让读者从逻辑门开始构建计算机，二者都平易得多。Harris与Harris的Digital Design and Computer Architecture, RISC-V Edition从数字逻辑一路构建到流水线化的RISC-V处理器，使用与本版示例相同的指令集，是自然的本科预备读物。Bryant与O'Hallaron的Computer Systems: A Programmer's Perspective从程序员的角度看机器。Shen与Lipasti的Modern Processor Design对超标量处理器微体系结构的论述比第3章和附录C更深入。
如何使用本书
本书面向已掌握计算机组成和数字逻辑的研究生、专业体系结构师和设计人员，以及编译器或系统软件开发者。
实用的阅读方案：
- 核心： 第1章，然后是第2、3章，必要时用附录B、C温习。
- 并行性： 第4、5章，学习数据级并行与线程级并行。
- 系统与趋势： 第6、7章，学习仓储级计算机和领域专用架构。
- 在线附录： 存储、嵌入式系统、互连网络等参考性主题查阅D至M。
- 练习： 随各章完成案例研究和习题，并阅读“Putting It All Together”小节。
