Design of Cost-Efficient Interconnect Processing Units pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Coppola, Marcello/ Grammatikakis, Miltos D./ Locatelli, Riccardo/ Maruccia, Giuseppe/ Pieralisi, Lor

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:1221.00元

装帧:

isbn号码:9781420044713

丛书系列:

图书标签:

• Interconnect
• Processing Units
• Computer Architecture
• VLSI
• Design
• Cost Optimization
• Low Power
• Digital Circuits
• Hardware Acceleration
• Embedded Systems

《高效能计算系统设计：硬件架构与优化策略》 在日益增长的计算需求和有限的资源约束下，如何设计出既能满足高性能要求，又能显著降低成本的计算系统，成为现代计算机体系结构领域的核心挑战。本书深入探讨了构建高效能计算单元的复杂性，重点关注其内部的互连处理单元（Interconnect Processing Units，IPUs）的设计与优化。 本书首先从宏观层面剖析了当前高性能计算（HPC）和数据中心面临的挑战，包括日益增长的数据流量、异构计算环境的普及以及对能效比的严苛要求。在此背景下，IPUs作为连接处理器、内存、存储和网络等关键组件的枢纽，其设计效率直接决定了整个系统的性能瓶颈和成本效益。 接着，本书详细阐述了IPUs在现代计算系统中的关键作用。它不仅仅是简单的数据通路，更承担着数据调度、流量控制、拥塞管理、协议转换以及部分计算卸载等复杂功能。本书深入剖析了各种IPU架构的优缺点，例如基于交叉开关（Crossbar）、多级互连网络（Multistage Interconnection Networks，MINs）以及更先进的片上网络（Network-on-Chip，NoC）技术。每一类架构都从其拓扑结构、路由算法、交换机制以及时序控制等方面进行了详尽的介绍，并结合具体的应用场景分析了它们在吞吐量、延迟、功耗和可扩展性方面的表现。 成本效益的考量贯穿全书。本书从多个维度揭示了降低IPU设计成本的策略。这包括对材料成本的精打细算，例如在选择逻辑门、内存单元和互连线路时的权衡；对制造工艺的深入理解，如何通过选择合适的工艺节点来平衡性能、功耗和制造成本；以及对整体功耗优化的不懈追求，因为功耗不仅直接影响运营成本，还对散热系统和整体系统的可靠性提出挑战。 在硬件设计层面，本书着重介绍了如何通过精细的微架构设计来提升IPU的效率。这包括数据路径的宽度优化、流水线深度和结构的调整、缓存一致性协议的效率提升、以及低功耗设计技术的应用，如动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）和电源门控（Power Gating）等。同时，针对异构计算的需求，书中还讨论了IPU如何有效地支持多种计算单元（如CPU、GPU、FPGA、ASIC）之间的数据交换和协同工作，以及如何在IPU中集成专门的处理单元来加速特定的通信任务。 此外，本书还探讨了软件与硬件的协同设计。优化的编译器和运行时环境能够更好地利用IPU的特性，实现高效的数据放置和调度。对于通信密集型应用，本书介绍了如何通过引入可编程性，使得IPU能够根据应用需求动态调整其行为，从而最大化性能并降低功耗。这包括对数据包处理流水线的灵活配置，以及对新兴网络协议的支持。 最后，本书通过一系列案例研究，展示了如何在实际系统中应用这些设计原则。这些案例可能涵盖了高性能服务器、AI加速器、网络设备以及高性能嵌入式系统等领域。通过分析这些实际系统的设计决策和性能评估，读者可以更直观地理解理论知识的实践价值，并从中汲取灵感，用于解决自身面临的系统设计问题。 总而言之，《高效能计算系统设计：硬件架构与优化策略》是一本全面而深入的著作，旨在为计算机体系结构设计者、硬件工程师以及对高性能计算系统感兴趣的研究人员提供一套系统的理论框架和实用的设计方法。本书将帮助读者理解如何在有限的成本预算内，设计出满足未来计算需求的、性能卓越且能效俱佳的互连处理单元，进而推动整个计算产业的进步。

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“Design of Cost-Efficient Interconnect Processing Units”——这个书名本身就勾起了我对于硬件设计领域中一个关键痛点的深切共鸣。在过去的几年里，我亲眼目睹了无数项目在追求卓越性能的过程中，是如何被不断膨胀的成本所困扰，尤其是在互连部分，它往往是隐藏的“吞金兽”。我迫切地想知道，这本书将如何揭示那些鲜为人知但至关重要的“成本效益”设计原则。是否会有对各种互连架构进行深入的剖析，并不仅仅停留在理论层面，而是深入到实际的制造工艺、功耗预算、以及芯片面积占用等具体环节？我对那些能够实现“花小钱办大事”的设计方法充满了期待。这本书是否会提供一些量化的指标和评估工具，让我们能够更清晰地衡量不同设计方案的成本效益比？我尤其好奇书中是否会分享一些关于如何优化数据传输效率、减少不必要的控制开销、以及通过创新的IP核设计来降低整体制造成本的策略。我希望这本书能像一位经验丰富的导师，为我指点迷津，帮助我在未来的设计实践中，能够更从容地应对成本与性能的挑战，创造出真正具有市场竞争力的产品。

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一本以“成本效益互连处理单元设计”为题的书，听起来就充满了实用价值。在这个领域，我们常常需要在性能、功耗和成本之间做出艰难的选择。这本书的出现，让我看到了一个可能解决这些矛盾的希望。我特别希望能从中学习到，如何对各种互连技术进行细致的成本分析，而不仅仅是关注其理论上的性能优势。例如，书中是否会对比不同类型的互连，如PCIe、CXL，或者更底层的片上网络（NoC）设计，在实际制造成本、功耗开销、以及对整体系统性能的长期影响上的差异？我很好奇作者是否会提供一些量化的评估方法，帮助设计师在早期就能够预估不同设计方案的经济效益。此外，对于“处理单元”这一部分，我也充满了疑问。这本书是否会涉及如何设计出更精简、更高效的处理单元，以便集成到互连系统中，从而整体降低成本？例如，是采用更小的、专门化的处理单元，还是通过更智能的调度算法来提升现有单元的利用率？我希望这本书能够提供一套清晰的框架，指导我们如何在复杂的设计过程中，始终将成本效益作为重要的考量因素，从而做出更明智、更符合实际需求的决策。

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当我看到“成本效益互连处理单元设计”这本书名时，我的脑海中立刻浮现出了无数个在项目推进过程中，因为互连设计而产生的棘手问题。在高性能计算、AI加速器等领域，互连的效率和成本往往是决定产品成败的关键因素。我非常期待这本书能够为我提供一套系统性的解决方案，来应对这些挑战。我好奇书中是否会深入探讨各种互连拓扑结构，例如网格、环、树状等，在不同应用场景下的成本效益分析。它是否会提供具体的工程方法，来指导设计师如何根据实际需求，选择最适合的互连方式，并在确保性能的前提下，最大限度地降低芯片面积、功耗以及制造成本？我对书中可能包含的关于功耗优化技术，例如动态电压频率调整（DVFS）、低功耗互连协议、以及如何通过减少冗余数据传输来降低能耗等方面的介绍，充满了浓厚的兴趣。此外，对于“处理单元”的设计，我也希望书中能提供一些创新的思路，比如如何设计更精简、更高能效的处理单元，或者如何通过软硬件协同设计，来提升整体互连系统的成本效益。我希望这本书能够成为我工作中不可或缺的参考手册。

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一本关于“成本效益互连处理单元设计”的书，光是书名就足以让我这个长期在硬件开发领域摸爬滚打的人眼前一亮。我一直觉得，在追求极致性能的道路上，我们有时会忽略了成本这个最现实的考量。尤其是在互连层面，它就像一个系统的血管，一旦设计不当，不仅性能大打折扣，后续的维护和扩展成本更是让人头疼。这本书的出现，恰恰填补了我一直以来在这方面的知识空白。我期待它能深入探讨如何在满足性能需求的同时，通过精妙的设计来降低互连处理单元的整体成本。这可能涉及到对不同互连拓扑结构的深入分析，以及如何在芯片面积、功耗、延迟等多个维度之间找到最佳的权衡点。我尤其好奇书中会介绍哪些创新的设计方法和技术，能够帮助我们实现“用更少的资源，做更多的事”的目标。或许，书中会分享一些实际案例，通过具体的量化数据来证明其设计理念的有效性，这将非常有说服力。总而言之，我对这本书充满了期待，希望它能为我们提供一套系统性的、可操作的设计指南，让我们在未来的项目开发中，能够做出更明智、更具经济效益的决策。

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我最近刚接触到一本关于“成本效益互连处理单元设计”的书，尽管我还没有来得及深入阅读，但光是其主题就足以引起我的强烈兴趣。在当前芯片设计日益复杂、功耗和成本压力与日俱增的背景下，如何高效地设计互连处理单元，以达到成本与效益的最佳平衡，是一个至关重要的问题。我非常好奇这本书将如何阐述“成本效益”这一核心理念。它是否会从理论层面剖析不同互连架构在成本和性能上的权衡？又是否会提供一些具体的工程实践指导，例如如何在选择材料、优化布局布线、或者采用某些特殊的处理技术时，最大限度地降低生产成本，同时又不牺牲必要的性能指标？我对书中可能涉及的各种优化策略，如动态功耗管理、低功耗互连协议、以及如何在共享资源和专用资源之间进行巧妙组合以节省成本等方面充满了好奇。这本书能否为我提供一些全新的视角和实用的工具，来指导我进行更经济的设计？我非常期待能从中获得宝贵的知识和启示，将这些理念应用到我未来的工作中。

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