Prozessorarchitekturen



Die Entwicklungen auf dem Gebiet der Rechnerarchitektur wurden von den Leistungsanforderungen, die immer neue Anwendungsgebiete an die Rechentechnik stellten, mit einem sehr hohen Tempo vorangetrieben. Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden eine Vielzahl von Anwendungsbereichen durch Einprozessorsysteme dominiert. Die Ursache dafür ist in den geringeren Kosten und der einfacheren Programmierbarkeit zu suchen. Aus diesem Grund kommt der Leistungsfähigkeit von Mikroprozessoren eine wesentliche Rolle in der Rechnerarchitektur zu. Allerdings profitieren auch Mehrprozessorsysteme von der Leistungsfähigkeit der Einzelprozessoren, aus denen sie aufgebaut werden.

Das Seminar soll unterschiedliche Techniken untersuchen, die zur Leistungssteigerung bei Mikroprozessoren eingesetzt werden. Die Themen werden sich mit der Entwicklung der Techniken beschäftigen, die derzeit in kommerziell verfügbaren Prozessoren eingesetzt werden, z.B. RISC, CISC, Pipelining, Superskalarität, Ausführung außerhalb der Programmreihenfolge (out-of-order execution), Sprungvorhersage, Datenflußprinzip und Multimediaerweiterungen. Nach diesen Architekturkonzepten, die dem heutigen Stand der Technik entsprechen, sollen eine Reihe von Ansätzen betrachtet werden, die sich gegenwärtig in der Untersuchung befinden, z.B. mehrfädige Prozessoren, confidence estimation, dual-path execution und Ein-Chip-Multiprozessoren. Am Ende soll ein Ausblick auf Techniken gegeben werden, deren Einsatz für zukünftige Prozessoren vorgeschlagen wird, z.B. Trace-Prozessoren, DataScalar-Prozessoren, Multiscalar Prozessoren, Processor-in-Memory und dynamisch rekonfigurierbare Teile auf General-Purpose Prozessoren.

Zielgruppe: Studierende im Hauptstudium ab 5. Semester