目次

まえがき

我々がこの本を書いた理由
この版について
話題の選択と構成
内容の概観
この教科書の読み方
章構成
演習問題付きケーススタディ
補助的な記述部分
本書改善の手助けのお願い
おわりに
謝辞 第5版の貢献者
旧版の貢献者

第1章　定量的な設計と解析の基礎

はじめに
コンピュータのクラス
コンピュータアーキテクチャを定義する
実装テクノロジのトレンド
半導体の電力とエネルギーのトレンド
コスト
ディペンダビリティ（dependability）
性能の測定、報告、整理の方法
コンピュータ設計の定量的な原則
総合的な実例：性能、価格、電力
誤った考えと落とし穴
おわりに
歴史的視点と参考文献
ケーススタディと演習問題（DianaFranklinによる）

第2章　メモリ階層の設計

はじめに
キャッシュの性能を向上させる1 の高度な改良法
メモリ技術と最適化
保護：仮想メモリと仮想マシン
他の章との関連：メモリ階層の設計
総合的な実例：ARMCortex-A8とIntelCorei7のメモリ階層
誤った考えと落し穴
おわりに：将来予測
歴史的展望と参照事項
ケーススタディと演習問題（NormanP.Jouppi,NaveenMuralimanohar,ShengLi）

第3章　命令レベル並列性とその活用

命令レベル並列性：概念とチャレンジ
命令レベル並列性技術のためのコンパイラの基本
先進的な分岐予測による分岐コストの削減
動的スケジューリングによるデータハザードの克服
動的スケジューリング：例題とアルゴリズム
ハードウェアベースの投機処理
多重命令発行と静的スケジューリングを用いた命令レベル並列性の抽出
動的スケジューリング、多重命令発行および投機処理を用いた命令レベル並列性の抽出
命令供給と投機処理のための高度な技術
ILPの上限
他の章との関連：ILPのアプローチとメモリシステム
マルチスレッディング：単一プロセッサスループット改善のためのスレッドレベル並列性抽出
総合的な実例：IntelCorei7 とARMCortex-A8
誤った考えと落とし穴
おわりに：次は何か?
歴史的展望と参照事項
ケーススタディと演習問題（JasonD.BakosとRobertP.Colwell）

第4章　ベクタ、SIMD、GPUにおけるデータレベル並列性

はじめに
ベクタアーキテクチャ
マルチメディア向けSIMD拡張命令セット
グラフィック処理ユニット
ループレベル並列性の検出と増強
他の章との関連
総合的な実例：モバイルGPU対サーバGPUとTesla対Corei7
誤った考えと落とし穴
おわりに
歴史的視点と参考文献
ケーススタディと演習問題（JasonD.Bakos）

第5章スレッドレベル並列性

はじめに
集中共有メモリ型アーキテクチャ
対称型共有メモリマルチプロセッサの性能
分散共有メモリとディレクトリベースコヒーレンス制御
同期：その基本
メモリコンシステンシモデル：導入
他の章との関連
総合的な実例：マルチコアプロセッサとその性能
誤った考えと落とし穴
おわりに
歴史的視点と参考文献
ケーススタディと演習問題（AmrZakyとDavidA.Wood）

第6章　要求レベル並列性／データレベル並列性を利用したウェアハウススケールコンピュータ

はじめに
ウェアハウススケールコンピュータのプログラミングモデルとワークロード
ウェアハウススケールコンピュータのコンピュータアーキテクチャ
ウェアハウススケールコンピュータの基盤設備の物理構造とそのコスト
クラウドコンピューティング：ユーティリティコンピューティングの復活
他の章との関連
総合的な実例：Google社のWSC
誤った考えと落とし穴
おわりに
歴史の見地とリファレンス
ケーススタディと演習問題（ParthasarathyRanganathan）

付録A　命令セットの原理

はじめに
命令セットアーキテクチャの分類
メモリアドレッシング
オペランドタイプとオペランドサイズ
命令セットにおける命令操作
制御のための命令
命令セットのエンコード
他の章との関連：コンパイラの役割
総合的な実例：MIPSアーキテクチャ
誤った考えと落し穴
おわりに
歴史的展望と参照事項
ケーススタディと演習問題（GregoryD.Peterson）

付録B　記憶階層の復習

はじめに
キャッシュの性能
6つの基本的なキャッシュ改良法
仮想メモリ
仮想メモリの保護とその例
誤った考えと落し穴
おわりに
歴史的展望と参照事項

付録C　パイプライン処理：基本および中間的な概念

はじめに
パイプライン処理の主要な障害：パイプラインハザード
パイプラインの実装法
何がパイプラインの実装を困難にするのか
複数サイクル演算を扱うためのMIPSパイプライン拡張
総合的な実例：MIPSR4000パイプライン
他の章との関連
誤った考えと落し穴
おわりに
歴史的展望と参照事項
ケーススタディと演習問題（DianaFranklin）
参考文献