异构计算SoC集成：CPU/GPU/NPU协同与一致性互连
📚 共计 30 章节
01
异构计算概述
什么是异构计算、为什么需要异构计算、CPU/GPU/NPU的定位与差异。
基础
概念
02
SoC架构基础
SoC的基本组成、总线与互连架构、存储层次结构。
架构
存储
03
CPU微架构精讲
流水线、分支预测、缓存一致性基础。
CPU
微架构
04
GPU架构与并行计算
SIMT模型、线程束调度、GPU内存层次。
GPU
并行
05
NPU架构与AI加速
脉动阵列、数据流、量化与稀疏化。
NPU
AI
06
片上互连协议
AXI/ACE/CHI协议详解、一致性事务模型。
互连
协议
07
缓存一致性协议
MESI/MOESI协议、目录协议、嗅探协议。
一致性
缓存
08
一致性互连网络
环形、网格、交叉开关拓扑设计。
拓扑
网络
09
CPU-GPU协同
共享虚拟内存、页错误处理、TLB一致性。
协同
内存
10
CPU-NPU协同
任务调度、数据搬运、算子融合。
协同
调度
11
GPU-NPU协同
流水线并行、数据共享、带宽优化。
协同
并行
12
内存管理单元
IOMMU/SMMU、地址翻译、设备直通。
内存
虚拟化
13
原子操作与同步
LL/SC、CAS、栅栏指令、内存序模型。
同步
原子
14
死锁与活锁
死锁条件、死锁避免、活锁检测与恢复。
可靠性
并发
15
服务质量与隔离
带宽分配、延迟保障、安全隔离。
QoS
隔离
16
功耗管理
DVFS、电源门控、时钟门控、功耗感知调度。
功耗
优化
17
调试与验证
仿真环境、形式化验证、FPGA原型验证。
验证
调试
18
性能建模与分析
周期精确模型、Trace驱动分析、瓶颈定位。
性能
建模
19
虚拟化支持
硬件虚拟化、IO虚拟化、多租户隔离。
虚拟化
云
20
安全架构
可信执行环境、安全内存、侧信道防护。
安全
TEE
21
先进封装技术
2.5D/3D堆叠、硅中介层、HBM接口。
封装
3D
22
CXL协议详解
CXL.io/CXL.cache/CXL.mem、内存池化。
CXL
互连
23
UCIe与Die-to-Die互连
物理层、协议层、封装集成。
UCIe
D2D
24
芯片间一致性
多芯片系统、全局共享内存、远程原子操作。
多芯片
一致性
25
实时性与确定性
硬实时调度、时间触发网络、WCET分析。
实时
确定性
26
容错设计
ECC、RAS特性、故障隔离与恢复。
容错
RAS
27
软件栈与驱动
内核驱动、用户态库、运行时调度器。
软件
驱动
28
基准测试与优化
MLPerf、SPEC、自定义负载分析。
测试
优化
29
案例研究
自动驾驶SoC、数据中心DPU、移动AP芯片。
案例
行业
30
未来趋势
存算一体、光互连、量子异构计算展望。
前沿
趋势