高性能計算基盤 (3008)

授業科目基本情報

科目区分 基盤科目 教職科目 指定なし
単位数 1 選択・必修・自由 選択
授業形態 講義 主な使用言語 英語
開講時期
履修登録期間 2018/05/02~2018/05/16 履修取消期限 2018/05/16

教育プログラム別の履修区分

プログラム名 IS CB BS BN MS CP DS
履修区分
コア科目 C C
履修方法 ・基盤科目及び専門科目から12単位以上履修すること。
・基盤科目のうち、出身学部・学科のカリキュラムから既習と判断できる科目は、当該学生が修了に必要な単位としては算入しない場合がある。
・情報理工学プログラムでは、コア科目である「形式言語理論」、「プログラミング演習」、「高性能計算基盤」、「ソフトウェア設計論」及び「人工知能」から2科目以上を履修すること。
・知能社会創成科学プログラムでは、コア科目である「光学」、「高性能計算基盤」、「量子力学」、「物質化学」、「ユビキタスシステム」、「ヒューマンコンピュータインタラクション」、「機械学習と知能制御」、「ロボティクス」及び「マテリアルインフォマティクス特論」から3科目以上を履修すること。

授業科目概要

担当責任教員 中島 康彦
担当教員 中島 康彦、中田 尚
教育目的/授業目標 プログラム実行方法に関する、様々な技術と、速度、電力、互換性などのトレードオフについて学ぶ。ハードウェア技術者/研究者になりたい学生はもちろん、ソフトウェア技術者/研究者としてより高性能なプロダクトの開発を目指す学生が、様々な角度からプログラム実行方式を検討できるようになることを目的とする。
指導方針 プロセッサの基本パイプライン構造、高速化のための投機実行、スーパスカラ、VLIW、ベクトル演算機構、GPU、FPGA、CGRA、シミュレータ、エミュレータ、主記憶分散システム、主記憶共有システムについて、順に学ぶ。

クラス情報



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授業計画

回数 日付 [時間] テーマ 内容
1 5/10 [1] パイプライン実行の基礎 (日本語教科書4章) 情報理工学序論で学んだ機械語命令はどうすれば毎サイクル実行できるのか.
2 5/14 [1] 計算の予測と投機実行(日本語教科書7章) 計算は予測できる.予測できれば投機できる.
3 5/16 [1] スーパスカラとVLIW (日本語教科書8章) 互換性と複雑さはトレードオフの関係にある.
4 5/18 [1] ベクトル型アクセラレータとGPU (日本語教科書9章) さらに並列度を向上させる大規模計算の仕組み.
5 5/22 [1] FPGAとCGRA (日本語教科書9章) 大量の演算器を制御する方法とは.
6 5/24 [1] アーキテクチャ検証ツールとアーキテクチャ模倣ツール アーキテクチャの妥当性はどのように検証するのか.
7 5/28 [1] 主記憶分散型システムと共有型システム(日本語教科書15章) 主記憶分散型と共有型の違いと得失.
8 5/30 [1] 総括と最終試験 まとめと最終試験を行う.

授業日程

回数 日付 時間 講義室 備考
1 5/10 1 L1 by Nakada
2 5/14 1 L1 by Nakada
3 5/16 1 L1 by Nakashima
4 5/18 1 L1 by Nakashima
5 5/22 1 L1 by Nakashima
6 5/24 1 L1 by Nakashima
7 5/28 1 L1 by Nakada
8 5/30 1 L1 by Nakada

テキスト・参考書

テキスト (1) Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN:978-0128119051 (第1回 Chap. C, 第4回 Chap. 4, 第5回 Chap. 7 第7回 Chap. 5, 6)
(2) Computer Organization and Design ISBN:978-0-12-407726-3 (第1回 Chap. 4)
(3) Speculative Execution in High Performance Computer Architecture ISBN 1-58488-447-9 (第2回 Chap. 5, 6, 7, 8, 9)
(4) Embedded Computing A VLIW Approach to Architecture, Compilers, and Tools ISBN 1-55860-766-8 (第3回 Chap. 2, 3, 4, 5, 8, 第6回 Chap. 6)
(5) Design for Embedded Image Processing on FPGAs ISBN: 9780470828496 (第5回 Chap. 8)
参考書 OHM大学テキストシリーズ コンピュータアーキテクチャ ISBN:978-4-274-21253-6(電子版あり)
https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274212536/
The Microarchitecture of Pipelined and Superscalar Computers ISBN 978-0-7923-8463-2
Speculative Execution in High Performance Computer Architectures ISBN 9781584884477

その他

履修条件 特になし
オフィスアワー Eメールで連絡の上、日時を決める
成績評価の方法と基準 ・5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
・ミニテスト(35%)と最終試験(65%)で評価する。
・様々なアーキテクチャの知識の習得を基準とする。
関連科目 特になし
関連学位 工学
注意事項 特になし

授業関連URL

内容
高性能計算基盤

配布資料

  資料名 備考 公開期限
Multicores and Manycores #7.JPN 2018/06/21 学内専用
Multicores and Manycores #7.ENG 2018/06/27 学内専用