Termine
| Zeit | Raum | Dozenten | |
|---|---|---|---|
| Vorlesung | Mo. 10-12 | OH12, E.003 | |
| Di. 12-14 | |||
| Übung | Mi. 12.15-13.45 (deutsch) - Gruppe RA1 | OH16, CILAB (Raum U08) |
Lea Schönberger |
| Mi. 14.15-15.45 (deutsch) - Gruppe RA2 | Nils Hölscher | ||
| Mi. 16.15-17.45 (deutsch) - Gruppe RA3 | Nils Hölscher | ||
| Do. 10.15-11.45 (englisch) - Gruppe RA4 | Kuan-Hsun Chen |
In dieser Vorlesung werden fortgeschrittene Konzepte der Rechnerarchitektur vorgestellt. Am Anfang steht ein breiter Überblick über mögliche Programmiermodelle, wie sie für Universalrechner (z.B. MIPS-Architektur) und aber auch spezielle Maschinen (z.B. Signalprozessoren) entwickelt wurden. Anschließend werden prinzipielle Aspekte der Mikroarchitektur von Prozessoren behandelt. Der Schwerpunkt liegt hierbei insbesondere auf dem sogenannten Pipelining und den in diesem Zusammenhang angewandten Methoden zur Beschleunigung der Befehlsausführung.
Im letzten Abschnitt werden Rechensysteme mit mehr als einem Prozessor bzw. mehreren Recheneinheiten betrachtet. Ausgehend von der nebenläufigen Verarbeitung mit Hilfe von sogenannten Threads werden Architekturen mit unterschiedlichem Kopplungsgrad zwischen den Berechnungs- und den verwendeten Speichereinheiten vorgestellt, wie z.B. Multi-Core-Systeme, Multiprozessoren und Cluster-Rechner.
| Datum | Vortragender | Thema | Folien | Downloads |
| 01.04.2019 | Prof. Chen | Organization, Introduction, ISA | ra-01.pdf | |
| 02.04.2019 | Prof. Chen | Amdahl’s law, multi-threading (part 1) | ra-02.pdf | |
| 08.04.2019 | Prof. Chen | multi-threading (part 2) | ra-03.pdf | |
| 09.04.2019 | keine Vorlesung | |||
| 15.04.2019 | Prof. Teubner | OpenMP | parallel.pdf | |
| 16.04.2019 | keine Vorlesung | |||
| 22.04.2019 | keine Vorlesung | |||
| 23.04.2019 | Prof. Teubner | OpenMP, MPI | gpu.pdf | |
| 29.04.2019 | Prof. Teubner | GPU | ||
| 30.04.2019 | Prof. Teubner | GPU | ||
| 06.05.2019 | Prof. Teubner | GPU | ||
| 07.05.2019 | Prof. Teubner | cache-coherence and synchronization | multicore.pdf | |
| 13.05.2019 | Prof. Chen | Measures of performance, power circuits, energy |
||
| 14.05.2019 | Prof. Chen | Temperature, hotspot, thermal gradient | ra-temperature.pdf | |
| 20.05.2019 | Prof. Chen | Pipeline, Instruction scheduling | ra-ILP-scheduling.pdf | |
| 21.05.2019 | Prof. Chen | Instruction scheduling | ||
| 27.05.2019 | Prof. Chen | Instruction scheduling | ||
| 28.05.2019 | Prof. Chen | Instruction scheduling | ||
| 03.06.2019 | Branch prediction | |||
| 04.06.2019 | Speculative executions, Communication and Network on Chip | |||
| 10.06.2019 | keine Vorlesung | |||
| 11.06.2019 | Prof. Chen | Communication and Network on Chip | ||
| 17.06.2019 | Prof. Chen | memory hierarchy: cache | ||
| 18.06.2019 | Prof. Chen | memory hierarchy: cache | ||
| 24.06.2019 | memory hierarchy: scratchpad memory | |||
| 25.06.2019 | memory hierarchy: flash memory | |||
| 01.07.2019 | Prof. Chen | architecture-aware optimization | ||
| 02.07.2019 | Prof. Chen | Probeklausur | ||
| 08.07.2019 | Prof. Chen | architecture-aware optimization | ||
| 09.07.2019 | Prof. Chen |
Final presentation for cache benchmarking Tensor Processing Unit (TPU) |
Die Übungen fokussieren sich dieses Semester auf die praktische Erarbeitung der theoretischen Konzepte der Vorlesung. Dabei steht 'Hands on' im Vordergrund, das heißt, Sie werden unter anderem mit dem eingebetteten Mehrkernsystem Odroid XU-3/4 arbeiten. Dieses auf ARM basierende System erlaubt die Entwicklung von modernen, parallelen Applikationen mit Hilfe von OpenMP und OpenCL. Bei der Entwicklung müssen die Laufzeit und der Energieverbrauch der Anwendungen berücksichtigt werden. Sie erlernen so wichtige Techniken, die in eingebetteten System, mobilen Systemen oder auch High-Performance-Computersystemen verwendet werden können.
Die Teilnahme an der Übung ist nicht verpflichtend, aber vermittelt und vertieft klausurrelevantes Wissen. Die Übungsblätter werden in der Übung bearbeitet, es ist aber empfehlenswert, sich die Aufgaben vorher anzusehen.
Für die Teilnahme an den Übungen gibt es keine formalen Voraussetzungen, Kenntnisse in den folgenden Bereichen erleichtern aber die Übungen: Linux, C/C++, GCC.
Da nur eine begrenzte Anzahl an Computern im CILAB vorhanden sind, ist Gruppenarbeit zwingend erforderlich. Bei der Anmeldung können bereits Gruppen angegeben werden. Verbleibende Studierende werden in Gruppen eingeteilt.
Eine Abgabe von Lösungen ist nicht erforderlich, jedoch können Theorieaufgaben auf Wunsch korrigiert werden. Werfen Sie Ihre Lösung dazu bitte bis spätestens 11.30 Uhr am Montag vor dem Übungstermin in den Briefkasten im Erdgeschoss der OH16 ein.
Die Einteilung in die Übungsgruppen ist abgeschlossen. Bei organisatorischen Fragen schreiben Sie bitte eine Mail.
| Übungsblatt | Bearbeitungszeitraum | Hinweise |
| Blatt 1: Deutsch, English | 17.-18.04.2019 | Das Übungsblatt wird am 16.04.2019 veröffentlicht. |
| Blatt 2: Deutsch, English | 24.-25.04.2019 | Abgabe des Theorieteils möglich bis zum 23.04. um 11.30 Uhr. |
| Blatt 3: Deutsch, English | 08.-09.05.2019 | |
| Blatt 4 Deutsch, English | 22.-23.05.2019 | Bitte beachten Sie den geänderten Bearbeitungszeitraum. |
| Blatt 5: Deutsch, English | 29.05.2019 | Die Übung am 30.05. entfällt wegen des Feiertages! Bitte besuchen Sie eine andere Übungsgruppe. |
| Blatt 6: Deutsch, English | 05.-06.06.2019 | |
| Blatt 7: Deutsch, English | 12.-13.06.2019 | |
| Blatt 8: Deutsch, English | 19.06.2019 | Die Übung am 20.06. entfällt wegen des Feiertages! Bitte besuchen Sie eine andere Übungsgruppe. |
| Blatt 9: Deutsch, English | 26.-27.06.2019 | |
| Blatt 10: Deutsch, English | 10.-11.07.2019 |
Die Veranstaltung ist äquivalent zur ehemaligen Wahlpflicht-Vorlesung "Rechensysteme".
