Moderne Prozessorarchitekturen

Der Autor gibt einen vollständigen Überblick über den Themenkomplex "Prozessorbau". Von den Grundlagen bis hin zu den Implementierungsdetails werden die in modernen Hochleistungsprozessoren verwendeten Prinzipien erläutert. Das Buch weist mit mehr als 100 berücksichtigten Entwicklungen aus Industrie und Forschung ein hohes Maß an Praxisnähe auf.
Im Einzelnen werden zunächst der Aufbau und die Funktionsweise skalarer Prozessoren beschrieben. Die Fließbandverarbeitung wird vorgestellt und es werden gängige Techniken zur Lösung der dabei auftretenden Konflikte präsentiert, u.a. das Bypassing, die Prädikation, die Sprungvorhersage, die Sprungzielvorhersage und die Wertvorhersage. Im Anschluss werden Prinzipien operationsparallel arbeitender Prozessoren diskutiert. Dabei kommen u.a. SIMD-Einheiten, Feldrechner, Vektorrechner, VLIW-Prozessoren, superskalare Prozessoren inklusive der Trace-Caches, superspekulative Prozessoren sowie das Multithreading zur Sprache.
Zum Abschluss behandelt der Autor Techniken zum Aufbau von im Hardware-/Software-Codesign arbeitenden Prozessoren. Nach einer Einführung zu den Interpretern, den Emulatoren und den Laufzeitübersetzern (JIT) werden vor allem die dynamische Binärübersetzung und das Code-Morphing behandelt.

Matthias Menge
studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Berlin. Im Anschluss daran war er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter, nach seiner Promotion als Wissenschaftlicher Assistent an der Technischen Universität Berlin im Fachgebiet Rechnerorganisation und Schaltwerksentwurf tätig. Schwerpunkt seiner wissenschaftlichen Arbeiten ist der Prozessorbau, den er seit 1990 auch in Lehrveranstaltungen an Studierende vermittelt. Darüber hinaus war er langjährig freiberuflich tätig.