Architectures de processeurs hautes performances

L’informatique est composée d’une partie logicielle et d’une partie matérielle. Cette matière est destinée aux étudiants souhaitant approfondir leurs connaissances et compréhension dans le fonctionnement des machines d’aujourd’hui et demain. Ces connaissances sont indispensables pour parfaire vos études en sciences et ingénierie informatiques, mais également pour que vous puissiez écrire des programmes efficaces et performants. Il ne s’agit pas d’un cours de conception de processeurs, mais un cours d’explications des mécanismes internes, vous permettant de comprendre comment le logiciel et le matériel interagissent ensemble.

Nous aborderons les mécanismes micro-architecturaux et architecturaux introduits dans les processeurs pour améliorer leur vitesse et performance. Les processeurs étudiés sont ceux destinés aux stations de travail, aux systèmes embarqués et aux supercalaculateurs.

Contenu

Le site web du cours est un site privé sur Moodle.

• Introduction général et bref historique des processeurs
• La notion des performances
• Latence d’accès à la mémoire
  • Introduire des caches et les mémoires scratchpad
• Parallélisme d’instructions
  • Gérer les dépendances de données entre instructions
  • Exécution dans le désordre
  • Renommage dynamique de registres
• Résoudre les conflits matériels à l’exécution
• Multiplier les unités fonctionnelles
• Améliorer le traitement des Branchements
  • Prédicteurs de branchement
  • Exécution spéculative et prédication
• Les processeurs VLIW
  • Différence entre les processeurs VLIW et superscalaire
  • Extraction du parallélisme d’instructions par le compilateur
• Autres types de processeurs: DSP, multicore, etc.
• Exposé thématique selon l’actualité.

Modalités de contrôle des connaissances

• Un contrôle intermédiaire 30% : au choix (un petit projet, un exposé, un contrôle écrit).
• Un examen terminal écrit 70%, 3 heures.
• Examen de seconde session (rattrapage) écrit de 2h30.