片上多处理体系结构

出版者的话

译者序

摘要

第1章 CMP简介

1.1 一个新途径：片上多处理器

1.2 应用程序的并行性图景

1.3 一个简单的例子：超标量与CMP

1.4 本书：超越基本的CMP

参考文献

第2章 吞吐率优化技术

2.1 简单内核与服务器应用

2.2 与吞吐率有关的片上多处理器

2.3 通用服务器CMP分析

参考文献

第3章 自动的延迟优化技术

3.1 伪并行：“帮手”线程

3.2 TLS系统的一个实例：Hydra

3.3 自动并行化的总结思考

参考文献

第4章 基于手工并行编程的延迟优化技术

4.1 使用TLS支持事务型内存

4.2 事务型一致性：更普遍的事务型内务

4.3 事务型内存与常规共享内存的混合方案

参考文献

第5章 一个多核的世界：CMP的未来

参考文献

作者介绍

《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》主要内容是片上多处理器（chip multiprocessor），又称多核微处理器或简称CMP，已成为构造现代高性能微处理器的唯一技术途径。《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》在简单介绍了片上多处理器的基本概念后，着重于从提高吞吐率和缩短响应时延两方面探讨片上多处理器的基本技术与设计方法。同时介绍了多核处理器的编程技巧，包括线程级猜测和事务型内存等热点技术。通过阅读《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》，读者可以在较短时间内熟悉和掌握片上多处理器研究的主流技术和最新的研究成果，为片上多处理器领域的科研和应用带来新的思路和灵感。

由于受诸多因素的影响，片上多核处理器（Chip Multiprocessor，CMP），又称多核微处理器，已成为构造现代高性能微处理器的唯一技术途径，是处理器发展的必然趋势。《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》是讲授多核体系结构设计和优化的第一本著作。
通过对LLCMP与传统单处理器的优缺点，《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》仔细研究了如何针对两种常见但截然不同的工作负载来更好地设计CMP：高度并行且对吞吐率敏感的应用和并行度较低但对延迟敏感的应用。对吞吐率敏感的应用，如可迅速处理多个独立事务的服务器工作负载，需要综合考虑CMP中所有可能限制吞吐率的部件，如处理器核心、片上缓存和片外存储器接口。对延迟敏感的应用，如桌面应用，其关注的焦点是如何降低内核间的通信延迟，以及如何帮助程序员简化已有程序代码的多线程化。书中介绍了多种可用于CMP系统的并行编程的技巧，并重点讨论了斯坦福大学在该领域的相关研究工作。《片上多处理器体系结构改善吞吐率和延迟的技术》还关注了线程级猜测（Thread-level Speculation，TLS）和事务型内存（Transactional Memory）。TLS是一种将标准的串行程序自动切分成CMP上多个并行线程的方法。事务型内存模型使用硬件而非传统软件锁机制来保证一段指令的原子代码执行，可以显著减少并行编程的工作量，降低并行代码的出错概率。