Università degli Studi di Siena Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione e Scienze Matematiche (DIISM) Insegnamento di Architettura dei Calcolatori ad Alte Prestazioni 2023-2024

ultime notizie (home)   registrazione matricola   lezioni (accesso riservato)   errata-corrige slides   tools per esercitazioni   programma   orario ricevimento   compitini/compiti   progetti   registrazione gruppo (accesso riservato)   modalita' esame   feedback   RELATED LINKS   PROGETTI VARI bgcolor="#FFFFFF" width="840" height="3900" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" valign="top" align="left">  PRIMA PARTE DELLE SLIDE (TEORIA) IN UN UNICO FILE  SECONDA PARTE DELLE SLIDE (TEORIA) IN UN UNICO FILE  THIRD PARTE DELLE SLIDE (TEORIA) IN UN UNICO FILE  BIBLIOGRAFIA DEL CORSO IN UN UNICO FILE PIANO DEL CORSO (TENTATIVO): LE DATE SONO PURAMENTE INDICATIVE E RELATIVE ALL'IPOTETICO SVOLGIMENTO REGOLARE DELLE LEZIONI. NOTA: (MI E' STATO CHIESTO...) LA NUMERAZIONE DELLE LEZIONI SI RIFERISCE SOLO ALL'ARGOMENTO, NON IMPLICA IN ALCUN MODO LO SVOLGIMENTO IN UN CERTO ORDINE. NOTA: lo svolgimento effettivo verra' aggiornato settimanalmente. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: M. Dubois, M. Annavaram, P. Stenstrom, "Parallel Computer Organization and Design", Cambridge University Press, 2012, ISBN: 978-0-521-88675-8  LEZIONE #01 del 02-Ott-2023 (14:30-16:00) Introduzione, Valutazione di un Calcolatore (PART A) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez01-intro_pipe.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois: Chap. 1,3.3 (Hennessy-Patterson-4: 2.1,2.2) (Hennessy-Patterson-5: 3.1,3.2)  04-Ott-2023: Nessuna Lezione NO LESSON (Welcome Day)  LEZIONE #01 del 06-Ott-2023 (08:30-10:00) Introduzione, Valutazione di un Calcolatore (PART B) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez01-intro_pipe.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois: Chap. 1,3.3 (Hennessy-Patterson-4: 2.1,2.2) (Hennessy-Patterson-5: 3.1,3.2)  LEZIONE #02 del 06-Ott-2023 (12:00-12:45) Scheduling dinamico delle istruzioni (introduzione) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez02-dynamic_instruction_scheduling.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois: Chap. 3.4,3.4.1 (Hennessy-Patterson-4 - 2.4,2.5) (Hennessy-Patterson-5 - 3.4,3.5) An Efficient Algorithm for Exploiting Multiple Arithmetic Units tomasulo.c  ESERCITAZIONE/LAB #01 del 06-Ott-2023 (12:45-13:30) Esercizio sullo scheduling dinamico. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es01-tomasulo.pdf RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 23-06-2005. Empty working sheet (for the above exercize)  LEZIONE #03 del 09-Ott-2023 (14:30-16:00) Branch Prediction: speculazione sulla condizione e sul target del salto, BPRED, BTB. Tipologie di predittori: Bimodale, 2-bit saturating counter, BHSR, BHT, PHT, 2-level adaptive. Altri predittori (gshare, gselect). PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez03-branch_prediction.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois - 3.3.4,3.4.3 (Hennessy-Patterson-4 - 2.3) (Hennessy-Patterson-5 - 3.3) Optional reading: [Yeh, Patt - 1992] Optional reading: [Nair - 1995] Optional reading: [Young - 1995] Optional reading: [McFarling - 1993]  ESERCITAZIONE/LAB #90 del 11-Ott-2023 (08:30-10:00) Introduzione a Linux (PARTE A) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es90-linux_intro.pdf RISORSE: A Linux Command Reference  ESERCITAZIONE/LAB #90 del 11-Ott-2023 (10:15-11:45) Introduzione a Linux (PARTE B) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es90-linux_intro.pdf RISORSE: A Linux Command Reference  LEZIONE #05 del 16-Ott-2023 (14:30-15:15) Introduzione ai Processori Superscalari: schema generale e Renaming. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez05-superscalar1.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 3.3.3,3.4.6 (Hennessy-Patterson-4 - 2.6-2.9) (Hennessy-Patterson-5 - 3.6-3.10)  LEZIONE #06 del 16-Ott-2023 (15:15-16:00) Esempio di esecuzione superscalare: Re-Order Buffer e Instruction Window. Studio di casi: MIPS, Alpha, AMD, Intel, ARM. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez06-superscalar2.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 3.4.4,3.4.5,3.4.7,3.4.8,3.4.9 output dettagliata dell'esempio analizzato durante la lezione.  LEZIONE #08 del 18-Ott-2023 (08:30-10:00) Metodi software per estrarre il parallelismo al livello di istruzioni. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez08-software_ilp.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Slide animata dell'esempio di software pipelining.  ESERCITAZIONE/LAB #03 del 18-Ott-2023 (10:15-11:45) Esercizi sui processori Superscalari e VLIW. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: IN PREPARAZIONE RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 23-06-2005. Esercizio n.1 dal compito del 07-07-2009. Esercizio n.2 dal compito del 07-07-2009. Esercizio n.1 dal compito del 30-06-2008.  ESERCITAZIONE/LAB #04 del 23-Ott-2023 (14:30-16:00) Esercizi vari. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: IN PREPARAZIONE RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 20-01-2010. Esercizio n.1 dal compito del 04-02-2013.  ESERCITAZIONE/LAB #05 del 25-Ott-2023 (08:30-10:00) Esercizi vari. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: IN PREPARAZIONE RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 05-07-2006. Esercizio n.1 dal compito del 07-11-2014.  ESERCITAZIONE/LAB #02 del 25-Ott-2023 (10:15-11:00) Uso del simulatore di processore superscalare FREESS PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es02-freess.pdf RISORSE: Simulatore didattico FreeSs Esercizio n.1 dal compito del 31-10-2018.  ESERCITAZIONE/LAB #06 del 25-Ott-2023 (11:00-11:45) Esercizi vari. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: IN PREPARAZIONE RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 31-10-2017. Esercizio n.1 dal compito del 30-10-2019.  30-Ott-2023 - COMPITINO INTERMEDIO (13:45-14:30)  30-Ott-2023 - COMPITINO INTERMEDIO (14:30-16:00)  01-Nov-2023: Nessuna Lezione Tutti i Santi  LEZIONE #11 del 06-Nov-2023 (14:30-15:15) Introduzione ai sistemi multiprocessore, classificazione di Flynn, sistemi UMA, NUMA, COMA, modelli di programmazione. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez11-multiprocessor_introduction.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 5.1,5.4 (see also Culler-Singh, Cap.1)  LEZIONE #12 del 06-Nov-2023 (15:15-16:00) Protocolli di coerenza: Write Update, Write Invalidate, Ibridi. Protocolli snoopy based. I protocolli MESI e Dragon. Protocolly directory based e macchine a parallelismo massiccio. (PARTE A) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez12-multiprocessor_coherency.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 5.4,5.5,7.3 (see also Culler-Singh, Cap.5)  LEZIONE #12 del 08-Nov-2023 (08:30-10:00) Protocolli di coerenza: Write Update, Write Invalidate, Ibridi. Protocolli snoopy based. I protocolli MESI e Dragon. Protocolly directory based e macchine a parallelismo massiccio. (PARTE B) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez12-multiprocessor_coherency.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 5.4,5.5,7.3 (see also Culler-Singh, Cap.5)  ESERCITAZIONE/LAB #09 del 08-Nov-2023 (10:15-11:45) Esercizi sulla coerenza da precedenti esami. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es09-coherency_exercize1.pdf RISORSE: Esercizio n.3 dal compito del 07-07-2009 - (Coherence: Dragon vs. MESI). Esercizio n.1 dal compito del 20-01-2010 - (MSI protocol). spreadsheet for this excercize (20-01-2010) Esercizio n.1 dal compito del 16-01-2015 - (Competitive Protocol).  LEZIONE #14 del 13-Nov-2023 (14:30-15:15) Modelli di Consistenza della Memoria: Sequential Consistency e rilascimento dei vincoli. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez14-multiprocessor_consistency.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 7.4,7.5,7.6,7.7 (v. Culler-Singh, cap. 5.2, 5.5) Optional reading (open-access): A Primer on Memory Consistency and Cache Coherence, Second Edition Optional reading: Litmus Tests for checking Memory Models  LEZIONE #60 del 13-Nov-2023 (15:15-16:00) Introduzione alle FPGA PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez60-fpga1.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Optional reference: 1364-2001 - IEEE Standard Verilog Hardware Description Language Optional reference: 1076-2019 - IEEE Standard for VHDL Language Reference Manual Free book: L.H. Crockett et al. "The Zynq book"  LEZIONE #63 del 15-Nov-2023 (08:30-10:00) Programmazione ad alto livello delle FPGA PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez63-fpga4.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: https://www.khronos.org/sycl  ESERCITAZIONE/LAB #61 del 15-Nov-2023 (10:15-11:45) Accelerazione di applicazioni usando Vitis PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es61-handson_vitis.pdf RISORSE: https://github.com/Xilinx/Vitis-Tutorials  ESERCITAZIONE/LAB #19 del 20-Nov-2023 (14:30-16:00) Esercizi vari da precedenti esami. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es19-multiprocessor_exercize3.pdf RISORSE: Esercizio n.2 dal compito del 18-12-2015 - (Coherence and Interleaving - Jacobi). Esercizio n.3 dal compito del 10-02-2016 - (Consistency and use of FENCE). Esercizio n.1 dal compito del 31-01-2011 - (Coherence - Bit-Vector vs. Single-Sharer).  ESERCITAZIONE/LAB #20 del 22-Nov-2023 (08:30-10:00) Esercizi vari da precedenti esami. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es20-coherency_exercize2.pdf RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 21-12-2016 - (Coherence - Dragon patterns). Esercizio n.2 dal compito del 10-02-2016 - (Coherence - MSI vs MESI, 3 streams).  ESERCITAZIONE/LAB #21 del 22-Nov-2023 (10:15-11:45) Esercizi vari da precedenti esami. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: IN PREPARAZIONE RISORSE: Esercizio n.1 dal compito del 18-12-2019 - (Coherence - MSI, TAS best/worst). Esercizio n.1 dal compito del 23-12-2020 - (Coherence - Competitive, TAS best/worst). Esercizio n.1 dal compito del 23-11-2022 - (Coherence - MESIF, TAS best/worst).  27-Nov-2023 - FINAL TEST (13:45-14:30)  27-Nov-2023 - FINAL TEST (14:30-16:00)  LEZIONE #21 del 29-Nov-2023 (08:30-10:00) Introduzione alla programmazione parallela PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez21-parallel_programming_intro1.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: OpenCilk @ MIT Programming in Cilk  LEZIONE #22 del 29-Nov-2023 (10:15-11:00) Parallelismo e Prestazioni PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez22-parallel_programming_intro2.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Reading: He et al., The Cilkview Scalability Analyzer Optional reading: Frigo et al., The implementation of the Cilk-5 multithreaded language  ESERCITAZIONE/LAB #11A del 29-Nov-2023 (11:00-11:45) Experimenting several programming models: Pthreads, OpenMP, TBB, Cilk PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es11A-cilk_lab1.pdf RISORSE: Source code of the examples in Pthreads, OpenMP, TBB, Cilk  ESERCITAZIONE/LAB #11B del 04-Dic-2023 (14:30-15:15) Metodologia per effettuare misurazioni di prestazioni; discussione sui progetti; visita al laboratorio di Architettura dei Calcolatori PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es11B-methodology.pdf RISORSE: SAMPLE PROJECT USING CUDA  ESERCITAZIONE/LAB #11C del 04-Dic-2023 (15:15-16:00) Experimenting Cilk Tools. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es11C-cilk_lab2.pdf RISORSE: Using CILKTOOLS (cilkscale,cilksan)  LEZIONE #23 del 05-Dic-2023 (08:30-10:00) Introduzione al modello di programmazione CUDA. (PARTE A) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez23-cuda1.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: D. B. Kirk, W. W. Hwu, Programming Massively Parallel Processors 3rd Edition, Morgan kaugfman, 2017: CAP.1, CAP.2.  LEZIONE #23 del 06-Dic-2023 (08:30-09:15) Introduzione al modello di programmazione CUDA. (PARTE B) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez23-cuda1.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: D. B. Kirk, W. W. Hwu, Programming Massively Parallel Processors 3rd Edition, Morgan kaugfman, 2017: CAP.1, CAP.2.  LEZIONE #24 del 06-Dic-2023 (09:15-10:00) CUDA Threads, Atomics and Memory (PARTE A) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez24-cuda2.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: D. B. Kirk, W. W. Hwu, Programming Massively Parallel Processors 3rd Edition, Morgan kaugfman, 2017: CAP.4, CAP.5.  LEZIONE #24 del 06-Dic-2023 (10:15-11:45) CUDA Threads, Atomics and Memory (PARTE B) PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez24-cuda2.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: D. B. Kirk, W. W. Hwu, Programming Massively Parallel Processors 3rd Edition, Morgan kaugfman, 2017: CAP.4, CAP.5.  ESERCITAZIONE/LAB #13 del 11-Dic-2023 (14:30-16:00) Overview of CUDA environment and simple examples. PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es13-cuda_lab0.pdf RISORSE: In the lab, download: PPF-LAB-V07.tgz initial examples At home (you MUST have an NVIDIA card in your computer): docker pull robgiorgi/ppf-cuda-v07 CUDA CheatSheet MATRIX-MULTIPLY CODE (optional reference) CUDA Programming Guide (optional reference) CUDA Runtime API  LEZIONE #31 del 13-Dic-2023 (08:30-09:15) Clusters PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez31-clusters.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Dubois 5.2.2, 5.3  LEZIONE #32 del 13-Dic-2023 (09:15-10:00) Introduzione a MPI PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224lez32-mpi_introduction.pdf RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI: Reference site for OpenMPI:https://www.open-mpi.org/doc/ Reference tutorial: A. Lumsdaine et al., OpenMPI Tutorial  ESERCITAZIONE/LAB #16 del 13-Dic-2023 (10:15-11:45) Usare MPI PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es16-mpi_lab.pdf RISORSE: hello.c HELLOWORLD MPI CODE testmpi.c TESTMPI CODE mmxmpi2.c MATRIX-MULTIPLICATION MPI CODE  ESERCITAZIONE/LAB #17 del 18-Dic-2023 (14:30-16:00) Studio di specifici pattern paralleli in CUDA PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es17-histogram_on_CUDA.pdf RISORSE: Esercizio n.2 dal compito del 19-12-2017 - (CUDA - Histogram). CUDA - - Histogram Example Code  ESERCITAZIONE/LAB #18 del 20-Dic-2023 (08:30-10:00) Studio di specifici pattern paralleli in Cilk/OpenMP/MPI PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es18-histogram_on_Cilk_OpenMP_MPI.pdf RISORSE: Esercizio n.2 dal compito del 18-12-2019 - (Cilk/Histogram). Esercizio n.2 dal compito del 19-12-2018 - (OpenMP/Histogram). Esercizio n.2 dal compito del 23-12-2020 - (MPI/Histogram). CILK - Histogram Example Code OPENMP - Histogram Example Code MPI - Histogram Example Code  ESERCITAZIONE/LAB #29 del 20-Dic-2023 (10:15-11:45) Revisione dei progetti del corso PRESENTAZIONE/SLIDES/VIDEO: c224es29-ProjectReview.pdf RISORSE: See also the dedicated project page and list of themes.  dal 25-Dic-2023 al 03-Gen-2024: Nessuna Lezione VACANZA/PONTE  08-Gen-2024: Nessuna Lezione NO LESSON Per visualizzare il contenuto delle presentazioni in formato Acrobat (.pdf) e' possibile utilizzare Acrobat Reader, rilasciato gratuitamente dalla Adobe (Download Acrobat Reader)