Advanced Computer Architecture - Einzelansicht

Im Rahmen des Seminars sollen Grundlagen der Mikroprozessortechnik, wie auch aktuelle Forschungsthemen der Rechnerarchiktektur behandelt werden.

Dabei sollen die angebotenen Vortragsthemen aufeinander aufbauend gehalten werden, um entsprechende Grundlagen für die weiteren Themenkomplexe zu vermitteln.

Von einfachen Funktionsprinzpien über aktuelle Prozessorarchitekturen bis hin zum Aufbau von sog. „Superrechnern” werden im Laufe des Semesters entsprechende Kenntnisse vermittelt.
Ein Schwerpunkt soll die RISC V Instruction Set Architecture darstellen, die in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat und im Begriff ist, etablierte Architekturen zu verdrängen.

Von den Studierenden können entsprechend Themen ausgewählt oder aber auch eigenen Themen nach Absprache und als Vortrag und Ausarbeitung vertieft werden.

Mögliche Bereiche für Vortragsthemen:

Organisationsprinzipien

• RISC Organisationsprinzip

• Pipelining in Prozessoren

• Vektorprocessing (z.b. Cray I vs. RISC V Vector Extension)

• Funktionsprinzipien wie SIMD, MIMD, VLIW, Multithreading, Superskalar / Out of Order Execution

• Branch Prediction / Predication

Speicherarchitekturen

• Cache, Was ist die Idee ?

• Speichersystem eines Prozessors, wie werden Daten im Rechner organisiert ? Was ist ein DRAM (DDR 3,4,5 Memories)

• MMU Memory Management Unit, Arbeitsweise, Anwendung

• Transactional Memory

Aktuelle RISC Prozessorarchitekturen

• ARM Risc Family (Befehlssatz, Familien, Einsatzgebiete)

• RISC-V Instruction Set Architecture

Spezialprozessoren

• GPU-Architekturen und Programmiermodelle

• AI Prozessorarchitekturen

• In-Memory-Processing

Leistungsbemessung und Bewertung von Prozessoren

• Profiling

• Benchmarking

Weitere Themen können von den Studierenden ebenfalls vorgeschlagen werden !

D. Patterson und J. Hennessy: Rechnerorganisation und –entwurf, 3. Auflage, Elsevier-Verlag,

Weiterhin werden zu entsprechende Vortragsthemen aktuelle Veröffentlichungen zur Verfügung gestellt.

Die Gesamtnote für 3LP ergibt sich zu 70% aus einem benotetem Vortrag und 30% der Note für die Ausarbeitung.

Neben den Vorträgen ist pro Thema eine Ausarbeitung zu erstellen.

Das Seminar richtet sich an Studierende im Bachelor und Masterstudiengang, die einen speziellen Interessenschwerpunkt im Bereich der technischen Informatik haben und einen Einblick in die Funktionsweise aktueller Prozessorarchitekturen bekommen möchten.