【第1章】量化设计与分析基础

得益于学校同名课程缓慢的授课进度，有时间开始读这本听说很硬核的教材了！

80年代，计算机不断发展，RISC体系结构的开发使得设计人员专注于指令级并行的开发和缓存的使用。intel接受挑战，将80x86转换为类似RISC的指令来应用新计数，但转换导致的开销促使ARM逐渐成为主流。

从2003-2004年开始，风冷芯片最大功耗和无法有效开发更多指令级并行的两大瓶颈，使得处理器性能的提高从指令级并行，转向了数据级并行和线程级并行（学校用的教材是九十年代写的，完全跟不上时代了啊）。这本书的重点在第四版开始转到了后两者，在本版本（第五版）又增加了仓库级计算机和请求级并行。

书上简单描述了这几种并行的含义，但不是很明确，不过每个对应了书上的一章，之后自然会明白吧。

现在计算机可以分为五大类别：个人移动设备，台式机，服务器，仓库级计算机和嵌入式。

指令级体系结构（ISA）在本书中指代程序员可以看到的实际指令级。这部分计组基本讲过，不过这里也提到了一些新内容。如：

对于存储器寻址，ARM和MIPS要求操作对象对齐，80x86则不要求，但不对齐会慢一点。

对于操作数，80x86额外地支持80位浮点

对于ISA编码，ARM和MIPS指令的长度都是32位，而80x86是变长的，这导致80x86下编译的程序较小，而前者后来也进行了扩展来支持16位指令（叫做Thumb，MIPS16）。

这本书以MIPS64的子集来作为ISA的例子。

真正的计算机体系结构指设计满足目标和功能需求的组成和硬件，其中组成表示微体系结构，硬件表示计算机的具体实现，即同样ISA的CPU具体实现可能不同。

集成电路逻辑技术，半导体DRAM，半导体闪存，磁盘技术和网络技术这五种快速发展的技术左右着计算机设计的命运，使得一种设计的生存周期可能只有3-5年。

这五种技术的性能趋势呈现出带宽的发展远快于延迟的发展，这里书上给出了详尽的数据来说明。

对于功率和能耗，系统架构师需要从最大功率，持续功耗和能耗效率三方面来考虑。

对于微处理器内部，降低电压可以大幅降低动态功率和能耗，根据书上的计算大致是三次方比例的关系。

提高能耗效率的方法有以逸待劳，动态电压-频率调整（DVFS），针对典型情境的设计和超频。

部件的产量和大众化降低了成本，提高了竞争，进而降低了利润率和价格。

集成电路的成本取决于很多因素，如晶片成本，晶片测试成本，封装与最终测试成本，最终测试成本率。

晶片成本取决于晶片数，成品率

可信任度通过各部件可信任度倒数求和的倒数来计算

性能通过基准测试来评估，但这很及其不靠谱，需要采用多种基准测试用求几何平均等方法来合理化

计算机设计的量化原理包括充分利用并行，局域性原理，重点关注常见情形，amdahl定律（大幅提高小任务效率并不能对总体有很大的提高）

硬盘的平均无故障时间是骗人的，实际上与实际情况差2-10倍

这本书短短的一章引论讲完了我校同名课程一大半的内容，慢得真的是很令人痛苦，但毕竟要照顾前几个学期不怎么听课的同学。

接下来打算看附录C，关于流水线的部分，而不是第二章