コンピュータ設計の基礎

内容紹介

コンピュータ設計の「アーキテクト」に送る必携教科書！
コンピュータが実際に設計できる、本当の“基礎”を提供。

本書は、コンピュータのマイクロアーキテクチャがどのようになっているかについて実戦的な説明を行い、設計のやり方を理解してもらうことを目指しています。
コンピュータの中心となる汎用プロセサの設計をベースに記述していますが、解説している技術は組み込み用のプロセサやプロセサ以外のディジタルシステムにも共通のものであり、これらのシステムを設計しようとする人たちにも役立つものです。

第1章ではバックグラウンドとしてコンピュータの歴史と命令アーキテクチャなどの概要を説明し、第2章はパイプライン処理、第3章は整数演算器、第4章は浮動小数点演算器、第5章はキャッシュおよびメモリ管理について説明しています。
第2章以降の各章では、ブロックダイヤグラムレベルでそれぞれの処理構造とハードウェアの動きを説明しており、論理設計の知識があればプロセッサの各部をどのように作れば良いかを理解できます。どのような制御回路を作ればパイプラインがうまく動かせるのか、また現在のマイクロプロセサで使われているような高速、高性能な演算器の構造について、詳しく解説します。

それぞれテーマについては現在の技術だけでなく、初期の簡単な構造より性能の向上を目指して変遷してきた技術の流れとして説明しますので、「なぜ現在の技術に発展してきたのか」その理由が理解可能です。こうした理解は、読者がより良い機構を考えるときの助けになると考えています。
また、設計しようとしているプロセサやディジタルシステムが、性能よりもコストや消費電力を優先するものである場合は、最も複雑で高速な機構よりも簡単な機構の方が目的に適っている、という場合もあり、技術の流れを理解していることは役に立つと考えます。

本書が「コンピュータなどのディジタルシステムのマイクロアーキテクチャを設計したい」というエンジニアや学生の皆さんの力となり、設計人口を増やすことに貢献できれば幸いです。