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書籍紹介

コンピュータアーキテクチャ技術入門――高速化の追求×消費電力の壁

[表紙]コンピュータアーキテクチャ技術入門――高速化の追求×消費電力の壁

2014年5月1日発売

Hisa Ando 著

A5判/416ページ

定価(本体2,780円+税)

ISBN 978-4-7741-6426-7

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この本の概要

わずか70年余りで,150億倍もの演算速度向上を遂げたプロセッサ,40年余りで記憶容量が800万倍に増加したメインメモリ,55年余りで記憶密度が3億倍に達したストレージ。そして,省電力化により,演算/W(1ワットあたりの演算能力)に至っては,約70年で2兆倍もの差がある......。

驚くべき進化を遂げたコンピュータは,今,どのように成り立っているのでしょうか。

本書では,コンピュータアーキテクチャの今に焦点を当て,手のひらサイズのスマートフォンから,巨大なスーパーコンピュータやデータセンターまで幅広く取り上げながら,プロセッサ,メモリ,I/Oを中心に最新のしくみを徹底解説。合わせて,現在ホットな消費電力や並列処理,GPUの話題も盛り込み,各種プログラミングテクニックもカバー。さまざまなスケールで共通する技術とは何か,異なる/特長的な技術とは何かを押さえつつ,コンピュータにおける性能向上の鍵を探っていきます。

未来に向かう,より効率的なソフトウェア開発のために,長く役立つ技術知識を満載してお届けします。

本書の構成

本書は,コンピュータのしくみを学びたいという方,より良いプログラムを書きたいという方を対象とし,以下のような構成で書かれています。

第1章 コンピュータシステムの基本

第1章はイントロダクションです。コンピュータの基本的な概念や用語など,第2章以降を理解するために必要な基礎知識をわかりやすくまとめました。

第2章 プロセッサ技術

論理的なプロセッサの構造を規定する命令アーキテクチャと,それをどのようなハードウェアで実現するかというマイクロアーキテクチャを解説し,プロセッサのしくみとどのように動くのかを平易に解き明かします。

第3章 並列処理

最近ではマルチコア,マルチスレッドのプロセッサが一般的になっています。複数のプロセッサを使用してプログラムの性能を上げるやり方を詳しく解説しています。また,複数のプロセッサを使う場合に起こる問題と,その回避方法についてもカバーしました。

第4章 低消費電力化技術

現在のプロセッサでは,消費電力の低減が一番ホットな技術開発となっています。電力を減らすための多彩な技術について,ポイントを押さえて説明しています。

第5章 GPU技術

プロセッサチップの中で,グラフィックス表示を行うGPUの方がCPUよりも大きな面積を占める時代になっています。この3Dグラフィックス表示技術の基礎から,GPUのしくみやうまく使うプログラミングについてまとめています。

第6章 メモリ技術

メインのDRAM技術から,高バンド幅を実現するHMC(後述)など最新のメモリ技術までをカバーしています。

第7章 ストレージ技術

磁気記録のHDDから,NAND Flashを使うSSDまでをわかりやすく解説しています。

第8章 周辺技術

CPUと周辺装置の接続の基本的な考え方から,スマートフォンやPCではどのような周辺装置を使われているかを解説します。そして,液晶ディスプレイとタッチパネルについて原理を詳しく説明しています。

第9章 データセンターとスーパーコンピュータ

GoogleやFacebookのデータセンターや,スーパーコンピュータといった巨大規模のコンピュータシステムの構成と電力供給,冷却などを含めて解説を行いました。

※初出について
本書の第1章~第6章と第8章の一部の解説および図版は,拙著『プロセッサを支える技術』(技術評論社,2011)の解説をベースに,追記・改変を行って使用しています。

こんな方におすすめ

  • コンピュータ技術の今を知りたいエンジニアの方々

著者プロフィール

Hisa Ando

先端プロセッサの開発に40年間従事。シリコンバレーでSPARC64プロセッサの開発に従事。現在は,テクニカルライターとしてプロセッサやスーパーコンピュータ関係の報道や解説を中心に活動しており,『プロセッサを支える技術』(技術評論社,2011)などコンピュータアーキテクチャ関係の3冊の著書がある。また,ブログでプロセッサ関係の話題を紹介している。博士(工学)。

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