審計利劍（簡體書）

本書由知名計算機科學家叢京生教授領銜撰寫，概述了高能效可定制體系結構的研究動態，包括可定制核和加速器、片上存儲定制以及互連優化。書中不僅涵蓋技術層面的討論，還分析了一些成功的設計案例，並討論了它們在性能和能效方面的影響。本書可幫助該領域研究人員快速把握先進研究方向，為未來計算系統大規模部署的深入研究、設計和實現提供參考。

作者簡介Customizable Computing陳昱廷（Yu-Ting Chen）加州大學洛杉磯分校計算機科學系在讀博士。分別于2005年和2007年在臺灣“清華大學”獲得計算機科學學士學位和經濟學學士學位以及計算機科學碩士學位。作為暑期實習生，分別于2005年加入TSMC，2013年加入Intel Labs。他的研究方向包括計算機體系結構、集群計算以及DNA測序技術中的生物信息學。 叢京生（Jason Cong）1985年于北京大學獲得計算機科學學士學位，並分別于1987年和1990年在伊利諾伊大學香檳分校獲得計算機科學碩士學位和博士學位。現為加州大學洛杉磯分校（UCLA）計算機科學系和電子工程系校長講席教授。他還擔任（Center for Domain-Specific Computing，CDSC）主任，UCLA和北京大學理工聯合研究所主任，以及超大規模集成電路技術（VLSI Architecture，Synthesis，and Technology，VAST）實驗室主任，曾于2005～2008年任UCLA計算機系主任。他的研究領域涉及VLSI電路和系統綜合、可編程系統、新型計算體系結構、納米系統以及高度可擴展算法。他在這些領域發表了超過400篇著作，其中10篇獲佳論文獎，兩篇獲十年內具影響力論文獎（ICCAD’14和ASPDAC’15），以及2001年ACM/IEEE電氣設計自動化領域的 A. Richard Newton技術影響力獎。于2000年當選IEEE會士，2008年當選ACM會士。2010年，因在電子設計自動化領域，特別是在FPGA綜合、VLSI互連優化以及物理設計自動化中所做出的開創性貢獻，獲得IEEE電路與系統協會年度技術成就獎。 邁克爾·吉爾（Michael Gill）于加州理工大學波莫納分校獲得計算機科學學士學位，于加州大學洛杉磯分校獲得計算機科學碩士和博士學位。他的研究主要關注高性能體系結構以及這類體系結構的互連、編譯器、運行時系統及操作系統。 格倫·雷曼（Glenn Reinman）1996年于麻省理工學院獲得計算機科學和工程學士學位。隨后分別于1999年和2001年在加州大學圣地亞哥分校獲得計算機科學碩士學位和博士學位。現為加州大學洛杉磯分校計算機科學系教授。 肖冰峻（Bingjun Xiao）2010年于北京大學獲得微電子學士學位。分別于2012年和2015年在加州大學洛杉磯分校獲得電子工程碩士學位和博士學位。他的研究方向包括機器學習、集群計算和數據流優化。 致 謝Customizable Computing本研究由美國國家科學基金會計算遠征項目（NSF Expeditions in Computing Award）CCF-0926127、未來體系結構研究中心（Centerfor Future Architectures Research，CFAR）（作為六個“半導體先進技術研發網絡”（STARnet）項目之一，由美國（DARPA）和微電子高級研究公司（MARCO）贊助的半導體研究聯盟（Semiconductor Research Corporation，SRC）成立）以及美國國家科學基金會研究生助研獎學金（NSF Graduate Research Fellowship Grant）#DGE-0707424支持。 Yu-Ting Chen, Jason Cong, Michael Gill,Glenn Reinman, Bingjun Xiao2015年6月

目 錄
Customizable Computing
出版者的話
譯者序
作者簡介
致謝
第1章 引言 3
第2章 路線圖 9
2.1 可定制的片上系統設計 10
2.1.1 計算資源 10
2.1.2 片上存儲層次結構 13
2.1.3 片上網絡 15
2.2 軟件層 18
第3章 處理器核的定制 21
3.1 引言 22
3.2 動態處理器核縮放和處理器核“去特征化” 24
3.3 處理器核的融合 25
3.4 定制指令集擴展 29
3.4.1 向量指令 30
3.4.2 定制計算引擎 32
3.4.3 可重構指令集 32
3.4.4 編譯器對定制指令的支持 35
第4章 松耦合計算引擎 37
4.1 引言 38
4.2 松耦合加速器 39
4.2.1 線速處理器 40
4.2.2 硬件與軟件的LCA管理比較 42
4.2.3 利用LCA 42
4.3 現場可編程門陣列實現的加速器 43
4.4 粗粒度可重構陣列 44
4.4.1 靜態映射 46
4.4.2 運行時映射 48
4.4.3 CHARM 50
4.4.4 使用組合加速器 51
第5章 片上存儲器定制 53
5.1 引言 54
5.1.1 高速緩存和緩沖區（便簽式存儲器） 54
5.1.2 片上存儲系統定制 57
5.2 CPU高速緩存定制 59
5.2.1 粗粒度定制策略 60
5.2.2 細粒度定制策略 62
5.3 富加速器架構的緩沖區 65
5.3.1 加速器的共享緩沖區系統設計 65
5.3.2 加速器的內部緩沖區定制 67
5.4 在CPU和加速器的高速緩存中提供緩沖區 68
5.4.1 為CPU提供軟件管理的便簽式存儲器 68
5.4.2 為加速器提供緩沖區 75
5.5 不同存儲技術下的緩存 81
5.5.1 粗粒度定制策略 85
5.5.2 細粒度定制策略 88
第6章 互連定制 97
6.1 引言 98
6.2 拓撲定制 98
6.2.1 針對特定應用的拓撲合成方法 99
6.2.2 可重構快速數據通路 100
6.2.3 局部交叉開關合成與重構方法 102
6.3 路由定制 105
6.3.1 應用感知的無死鎖路由技術 106
6.3.2 數據流合成方法 109
6.4 由新設備/電路技術使能的定制功能 112
6.4.1 光學互連 112
6.4.2 射頻互連 112
6.4.3 基于RRAM的互連 113
第7章 結束語 117
參考文獻 123