プロセッサを支える技術 果てしなくスピードを追求する世界 WEB+DB PRESS plusシリーズ

Hisa Ando【著】

• 販売会社／発売会社: 技術評論社
• 発売年月日: 2011/01/07
• JAN: 9784774145211

商品レビュー

2025/08/01

eb+DB Press Plus
プロセッサを支える技術
果てしなくスピードを追求する世界
著：Hisa Ando
出版社：技術評論社

コンピュータは速くて、計算結果があっていて、壊れないでしっかり動いてくれればいいのですが、その中心となる、マイクロプロセッサの解説書です

もともと、モトローラの6809や、αチップが好きだったのですが、残念ながら淘汰されました。

2011年までですが、Intel i7,Intel Xeon5600,NVIDIA GPUをカバーしています

気になったのは、以下です。

ノースブリッジ　メモリに割り付けられたアドレス
サウスブリッジ　各ＩＯ機器に割り付けられたアドレス
　割り込みとＩ／Ｏの固定アドレスが決まっているんでした

ムーアの法則

性能向上　クロック向上、並列処理、機能拡張

ビックエンディアンと、リトルエンディアン

アドレス空間　３２ビットと、６４ビット

ノイマン型コンピュータ　プログラム内蔵型コンピュータ
仮想記憶
マルチプロセス
ＲＩＳＣとＣＩＳＣ　単純な機械語、ニーモニック
キャッシュ（１次、２次、３次）とメモリ、仮想メモリ
スーパスカラーと、ベクトル処理

マルチコア
　ＭＰＵの中に複数のプロセッサがある⇒　８コア　とか
マルチプロセッサ
　１つのサーバシステムに複数のプロセッサがある　４ＣＰＵ（１ＣＰＵ：８コア、合計３２コア）
クラスタシステム
　システムに複数のサーバがある、クラスタ（疎結合）

パイプライン
　１命令で複数の処理を行う

キャッシュとメモリの制御ロジック　ＬＲＵ
　一番古いメモリセットを追い出す

ＧＰＵ　グラフィックプロセッサ、ＡＩ専用のプロセッサの登場、ＣＰＵと併用

マルチプログラミング　ページング、ページサイズの調整

割り込み処理　物理アドレス　ポーリング

仮想化

ｘ８６プロセッサから、ｉＣｏｒｅへ

マルチコア間のメモリ制御　４階層ページテーブル

仮想マシン　仮想ＴＬＢ方式　ＶＭＭ

マルチスレッド
　ＶＭＴ　複数のスレッドを切り替えて実行
　ＳＭＴ　複数のスレッドの命令を混ぜて実行

マルチプロセッサシステム
　８コアプロセッサのチップ実装（Intel Xeon 7500)

ロードインバランス　ＣＰＵ内部の負荷分散ロジック

分散メモリシステム　メモリＤＩＭＭのグループ化

目次

本書について
本書の構成

第1章　プロセッサとコンピュータシステムの基礎

1.1コンピュータの構造
1.2　コンピュータの高速化を支える半導体技術
1.3　コンピュータとデータの表現
1.4　プロセッサと命令
1.5　機械命令プログラムの作り方
1.6　まとめ

第2章　プロセッサの変遷

2.1　コンピュータ以前の計算装置
2.2　初期の電子式コンピュータ
2.3　プロセッサを構成する素子の変遷
2.4　命令アーキテクチャの変遷
2.5　マイクロアーキテクチャの発展
2.6　用途が広がるプロセッサ
2.7　まとめ

第3章　［詳説］プログラマのためのプロセッサアーキテクチャ

3.1　マイクロアーキテクチャを支える技術
3.2　プロセッサの利用範囲を広げるアーキテクチャ拡張
3.3　x86 Nehalemアーキテクチャのプロセッサ
3.4　まとめ

第4章　仮想化サポート

4.1仮想化の目的、メリット／デメリット
4.2　仮想化を実現するために
4.3　仮想化をサポートするハードウェア機構
4.4　まとめ

第5章　マルチプロセッサの出現と普及

5.1　マルチスレッドプロセッサ
5.2　マルチプロセッサシステム
5.3　まとめ

第6章　プロセッサ周辺技術

6.1　メインメモリ技術
6.2　入出力装置の接続
6.3　まとめ

第7章　GPGPUと超並列処理

7.1　GPGPUのしくみ
7.2　GPGPUプログラミング
7.3　まとめ

第8章　今後のプロセッサはどうなっていくのか？

8.1　消費電力がすべてを支配する
8.2　より高性能へ、より多くの機能を
8.3　より高信頼で安全なプロセッサ設計
8.4　今後のプロセッサの方向性とは？
8.5　まとめ

索引

ISBN：9784774145211
判型：A5
ページ数：400ページ
定価：2580円（本体）
2011年01月25日初版第1刷発行

2022/09/07

既に発売から10年が経過しているが、プロセッサに関わる技術の分かりやすい本としては今でも良本と呼べると思う。
さすがにNehalemの細かい記載は懐かしいが、メモリ周りから仮想化まで、非常に詳細かつ分かりやすい。
内容的には、情報処理試験で学ぶこととかなり重複するが、ここまで分かりやすく説明してくれる試験用教科書は無いと思う。

私の本業に係わることも有り、星5つの評価としておく。

2021/06/12

1章 プロセッサとコンピュータシステムの基礎
　コンピュータを構成する主要素を説明
　　・プロセッサ
　　・メモリ
　　・入出力装置
2章 プロセッサの変遷
　省略
3章 プログラマのためのプロセッサアーキテクチャ
　マイクロアーキテクチャ
　　パイプライン
　　キャシュ
　　　速度低下を引き起こすスラッシングの対策など
　　RISCとCISC
　　演算器の高速化
　　　分岐予測
　プロセッサの利用範囲を広げるアーキテクチャ
　　・仮想化
　x86 Nehalemアーキテクチャのプロセッサ
　　x86の詳細説明
4章 仮想化サポート
　ユーザーの分割、サーバー稼働率の向上に寄与する仮想化について説明
5章 マルチプロセッサの出現と普及
　まずはスレッド、マルチスレッドについて、マルチプロセッサについての説明があった。　
6章 プロセッサ周辺技術
　メインメモリ
　入出力装置の接続（PCIバス）
7章 GPGPUと超並列処理
　GPUの概略説明と必要性、画像処理から超並列処理への遷移
8章 今後のプロセッサはどうなっていくのか？
　すべては熱（消費電力）が支配する

プロセッサの中身を知っておくと高速に処理できるプログラムを書ける。