计算机体系结构的研究重点与发展方向分析
计算机体系结构研究
计算机体系结构研究计算机体系结构是计算机科学中的一个重要领域，它关注的是计算机硬件和软件之间的相互关系，以及如何优化计算机系统的性能和可靠性。
在当前信息技术高速发展的时代，计算机体系结构研究显得尤为重要。
本文将从历史背景、基本原理、发展趋势等方面来探讨计算机体系结构研究的重要性和现状。
1. 历史背景计算机体系结构的研究始于计算机诞生的早期。
20世纪40年代末，冯·诺依曼提出了计算机的存储程序概念，奠定了计算机体系结构的基础。
从此以后，计算机体系结构的研究就成为了计算机科学领域的重点之一。
2. 基本原理计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的接口，它包括了计算机的组织结构和指令系统。
组织结构描述了计算机硬件的组织方式，比如内存、处理器、输入输出设备等的连接方式和布局。
指令系统是计算机软件和硬件之间的桥梁，它定义了计算机可以执行的指令集和指令的编码方式。
计算机体系结构的设计和研究主要包括以下几个方面：2.1. 性能优化性能优化是计算机体系结构研究的核心目标之一。
通过优化计算机体系结构，可以提高计算机系统的运行速度和处理能力。
其中，关键的优化技术包括流水线技术、超标量技术、多核技术等。
2.2. 可靠性设计可靠性设计是指在计算机体系结构中考虑硬件和软件的错误容忍能力。
通过冗余机制、错误检测和纠错机制等方式，可以提高计算机系统的可靠性和容错能力，从而保障系统的正常运行。
2.3. 节能技术随着计算机的广泛应用和性能的不断提升，能耗问题逐渐成为了一个全球性的关注焦点。
计算机体系结构研究中的节能技术可以通过改善硬件设计和优化算法等方式，减少计算机系统的能量消耗，以实现更加高效和可持续的能源利用。
3. 发展趋势随着信息技术的快速发展，计算机体系结构研究也在不断进步和演变。
未来的计算机体系结构研究将面临以下几个重要的发展趋势：3.1. 并行计算并行计算是一种利用多个处理单元进行计算的技术。
在未来，计算机体系结构的研究将越来越关注并行计算的发展，以满足大规模数据处理和高性能计算的需求。
计算机体系结构的演进与趋势
计算机体系结构的演进与趋势计算机体系结构是指计算机硬件和软件组成的架构，它定义了计算机的工作方式、指令集、数据格式等。
随着科技的不断进步和发展，计算机体系结构也在不断演进和发展，不断适应新的需求和挑战。
本文将探讨计算机体系结构的演进与趋势，以及对未来的展望。
一、早期计算机体系结构早期计算机体系结构主要采用冯·诺依曼体系结构，它由冯·诺依曼于1945年提出。
这种体系结构将程序存储在存储器中，采用指令顺序执行的方式。
早期计算机体系结构的特点是简单、易于实现，但其计算能力和存储能力有限，运算速度较慢。
二、计算机体系结构的发展随着计算机技术的不断发展，计算机体系结构也在不断演进。
以下是计算机体系结构的发展阶段：1. 单处理器体系结构单处理器体系结构是最早的计算机体系结构，采用单个处理器执行指令。
这种体系结构的优点是结构简单、成本低，但其计算能力受限。
2. 多处理器体系结构为了提高计算机的计算能力，人们开始研发多处理器体系结构。
多处理器体系结构通过增加处理器的数量，实现多个指令并行执行。
这种体系结构的优点是计算能力强大，但需要解决处理器之间的通信和同步问题。
3. 向量处理器体系结构向量处理器体系结构是在多处理器体系结构的基础上进一步发展的。
它采用向量指令集和向量寄存器，能够高效地执行向量运算。
这种体系结构的优点是适合科学计算和大规模数据处理，但对于一般应用的计算能力不高。
4. 超标量处理器体系结构超标量处理器体系结构是在多处理器体系结构的基础上进一步发展的。
它采用多个执行单元和指令调度器，能够同时执行多条指令。
这种体系结构的优点是执行效率高，能够提高程序的吞吐率。
5. 多核处理器体系结构随着芯片制造技术的发展，人们开始研发多核处理器体系结构。
多核处理器体系结构将多个处理核心集成在一个芯片上，可以同时执行多个线程。
这种体系结构的优点是能够提高计算能力和能耗效率，适用于并行计算和多任务处理。
计算机体系结构的发展及技术问题探讨
计算机体系结构的发展及技术问题探讨计算机体系结构是指计算机硬件系统的结构和组成方式。
随着计算机技术的不断发展，计算机体系结构也在不断地演变和改进。
本文将从计算机体系结构的发展历程、现状及未来发展趋势、技术问题等方面探讨计算机体系结构的发展及技术问题。
一、计算机体系结构的发展历程计算机体系结构的发展可以分为以下几个阶段。
1.第一代计算机（1940年代末至1950年代中期）第一代计算机采用的是电子管作为计算元件，具有体积大、功耗高、故障率高等缺点，但是具有可编程性和计算速度快的优点。
第一代计算机的体系结构主要包括冯·诺依曼结构和哈佛结构。
2.第二代计算机（1950年代中期至1960年代中期）第二代计算机采用的是晶体管作为计算元件，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，但是仍然存在运算速度不够快的问题。
第二代计算机的体系结构主要包括单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数据流（SIMD）、多指令流单数据流（MISD）和多指令流多数据流（MIMD）等。
3.第三代计算机（1960年代中期至1970年代中期）第三代计算机采用的是集成电路作为计算元件，具有体积更小、功耗更低、速度更快的优点。
第三代计算机的体系结构主要包括向量处理器、阵列处理器、超标量处理器、乱序执行处理器等。
4.第四代计算机（1970年代中期至1990年代中期）第四代计算机采用的是微处理器作为计算元件，具有集成度更高、性能更强、功耗更低的优点。
第四代计算机的体系结构主要包括单处理器、多处理器、对称多处理器（SMP）、非对称多处理器（ASMP）、集群等。
5.第五代计算机（1990年代中期至今）第五代计算机采用的是超大规模集成电路技术（VLSI）作为计算元件，具有更高的集成度、更强的并行处理能力和更低的功耗。
第五代计算机的体系结构主要包括多核处理器、GPU加速器、云计算、物联网等。
二、计算机体系结构的现状及未来发展趋势目前，计算机体系结构的发展已经进入了多核时代和异构计算时代。
高性能计算机体系结构的新趋势与发展方向
高性能计算机体系结构的新趋势与发展方向摘要：随着科学技术的飞速发展，高性能计算机的需求也日益增长。
本文将探讨高性能计算机体系结构的新趋势与发展方向，包括异构计算、量子计算、云计算和边缘计算等，在提高计算性能的同时，实现能源效率的平衡。
引言高性能计算机已经成为推动科学研究和工程发展的关键技术。
随着大数据、人工智能和模拟计算等应用的快速增长，对于计算性能的需求也越来越迫切。
因此，高性能计算机体系结构的创新和发展成为当前研究的热点。
本文将介绍高性能计算机体系结构的新趋势与发展方向。
1. 异构计算随着并行计算的需求不断增加，传统的单一中央处理器架构已经无法满足性能要求。
异构计算是一种通过在计算节点中集成多种不同架构的处理器组件来提高计算性能的方法。
目前，图形处理器（GPU）和可编程逻辑门阵列（FPGA）等异构计算设备已经取得了显著的成功。
未来，随着更多新型处理器的出现，异构计算将继续发展，为高性能计算提供更多的选择和灵活性。
2. 量子计算量子计算作为一种全新的计算方式，具有极高的计算能力和处理速度。
相比传统的二进制计算机，量子计算机采用量子比特（qubit）进行计算，具有并行计算、超弦计算和量子纠错等独特的特性。
尽管量子计算机的研究和应用还处于起步阶段，但已经取得了一些突破。
未来，量子计算将成为高性能计算的重要发展方向，为处理复杂问题和优化算法提供强大的计算能力。
3. 云计算云计算已经成为当今高性能计算的重要支撑技术。
通过将计算任务分布在多台计算机上，云计算可以实现分布式计算和资源共享。
云计算的出现极大地提高了计算性能的可伸缩性和灵活性。
未来，随着云计算平台的进一步发展和完善，高性能计算将更深入地融合云计算技术，为用户提供更便捷、高效的计算服务。
4. 边缘计算边缘计算是一种将计算资源与数据存储更接近用户的技术。
传统的中心化计算模式已经难以满足快速增长的数据处理需求。
边缘计算通过将计算任务在距离用户更近的地方进行处理，减少了网络延迟和带宽消耗。
计算机体系结构的发展与趋势
计算机体系结构的发展与趋势计算机体系结构是计算机系统的基础架构，它定义了计算机硬件和软件的设计方案。
它决定了计算机系统的性能、可靠性、可扩展性和成本。
随着信息技术的发展，计算机体系结构也在不断地变化和更新。
本文将探讨计算机体系结构的发展历程和未来的趋势。
1. 单处理器时代早期的计算机系统采用单处理器结构，即计算机中只有一个中央处理器（CPU）来处理所有的任务。
CPU是整个计算机系统的核心，它执行指令、控制数据流和管理系统资源。
单处理器结构的计算机系统主要用于科学计算和数据处理，它们的性能和可靠性较低，应用场景有限。
2. 多处理器时代随着计算机技术的进步，多处理器系统逐渐出现。
多处理器系统是指一台计算机中拥有多个处理器，它们可以同时处理多个任务，提高计算机系统的性能和可靠性。
多处理器系统有两种架构模式：对称多处理（SMP）和非对称多处理（ASMP）。
SMP系统中所有的处理器都共享系统资源，它们之间没有主从关系。
ASMP系统中有一个主处理器和多个从处理器，主处理器控制整个系统、调度任务和管理系统资源，从处理器负责执行任务。
多处理器系统可以分为两种类型：紧耦合（CC-NUMA）和松耦合（SC-NUMA）。
CC-NUMA系统中处理器、内存和I/O设备直接连接在同一总线上，系统吞吐量较高。
SC-NUMA系统中各个处理器、内存和I/O设备通过网络相互连接，系统扩展性较好。
3. 分布式计算时代分布式计算是指在多个计算机之间分配任务、共享资源和协同工作，实现计算机系统的集群化和分布式。
分布式计算将多个计算机集成到一个大型计算机系统中，具有强大的计算能力和扩展性。
分布式计算系统可以由多台计算机组成，这些计算机之间可以通过网络进行通信和数据共享。
分布式计算是互联网技术的基础，它在大数据处理、科学计算、人工智能等领域得到广泛应用。
分布式计算系统的体系结构复杂，需要高度的管理和维护，其中包括负载均衡、故障恢复、数据管理等方面的问题。
未来计算机体系结构的发展趋势
未来计算机体系结构的发展趋势随着科技的不断发展，计算机体系结构也在不断演进，朝着更高效、更强大的方向发展。
未来计算机体系结构的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 并行处理能力的提升：未来计算机体系结构将更加注重并行处理能力的提升。
传统的冯·诺伊曼体系结构限制了计算机的并行处理能力，而未来的计算机体系结构将采用更加灵活的方式，如多核处理器、GPU等，以实现更高效的并行计算。
2. 智能化和自适应性：未来计算机体系结构将趋向于智能化和自适应性。
智能化的计算机体系结构可以根据不同的任务和场景进行智能调整，提高计算机的性能和效率。
自适应性的计算机体系结构可以根据计算负载的变化自动调整资源分配，提高计算机的利用率。
3. 内存和存储的创新：未来计算机体系结构将在内存和存储方面进行创新。
传统的计算机体系结构中，内存和存储是分开的，数据需要从存储器中加载到内存中进行计算。
未来的计算机体系结构将采用更加紧密集成的内存和存储，将计算和存储的距离缩短，提高计算速度和效率。
4. 能源效率的提升：未来计算机体系结构将更加注重能源效率的提升。
传统的计算机体系结构在高性能计算的同时也带来了高能耗的问题。
未来的计算机体系结构将采用更加节能的设计，如低功耗芯片、动态电压调整等，以提高计算机的能源效率。
5. 安全性和可靠性的增强：未来计算机体系结构将加强对安全性和可靠性的考虑。
随着互联网的普及和信息技术的发展，计算机系统面临着越来越多的安全威胁和故障风险。
未来的计算机体系结构将采用更加安全和可靠的设计，如硬件加密、容错技术等，以保护计算机系统的安全和稳定运行。
6. 软硬件协同设计：未来计算机体系结构将更加注重软硬件协同设计。
传统的计算机体系结构中，硬件和软件是分开设计的，导致了性能和效率的限制。
未来的计算机体系结构将采用软硬件协同设计，将硬件和软件的优势结合起来，实现更高效的计算和更好的用户体验。
总结起来，未来计算机体系结构的发展趋势将注重并行处理能力的提升、智能化和自适应性、内存和存储的创新、能源效率的提升、安全性和可靠性的增强，以及软硬件协同设计。
计算机体系结构的发展与趋势
计算机体系结构的发展与趋势计算机的出现，极大地改变了人类社会的发展。
随着科技的不断更新迭代，计算机的体系结构也在飞速发展。
计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的相互作用方式，是计算机设计中最基本的概念之一。
计算机体系结构的发展与趋势，体现了计算机科技发展的技术方向和重心，下面就来具体探讨一下。
一、计算机体系结构的发展历程1、冯·诺依曼结构1945年，冯·诺依曼发明了第一台采用“现代计算机结构”的电子计算机，这种计算机使用二进制数、以程序为控制、采用内存储存数据和程序的计算机结构。
这种结构被称为冯·诺依曼结构，被广泛应用于电子计算机中，至今仍是计算机体系结构的主要形式。
2、并行计算机20世纪80年代，随着计算机处理速度的提高，人们开始关注计算机性能的提升。
1982年，英特尔公司发布的超级计算机iWarp，采用并行计算方式，使得计算机处理速度得到了极大地提升。
并行计算机的出现，对计算机体系结构的发展起到了推动作用。
3、多核处理器随着半导体技术的发展，计算机芯片中的元器件数量越来越多，并且尺寸越来越小。
2005年，英特尔公司发布了第一款多核处理器，这种处理器可以同时运行多个任务，并且可以利用并行计算的优势，提高计算机的处理速度。
4、云计算2010年，云计算开始逐渐普及。
云计算是一种新型计算模式，它利用互联网技术将计算和存储资源虚拟化，为用户提供一种按需使用的计算服务。
云计算的出现，对计算机体系结构的发展也带来了新的机遇和挑战。
二、计算机体系结构的发展趋势1、大数据和人工智能随着互联网的普及和信息化的加速，数据量呈爆炸式增长。
对于传统的存储和处理方式已经无法应对大数据挑战。
在此背景下，高效的数据存储和处理技术已成为计算机体系结构发展的核心。
同时，人工智能的迅速崛起，人类对于计算机性能的要求也逐渐提高。
2、边缘计算传统的计算机体系结构是集中式的，所有运算都在中央处理器上完成，需要经过数据的传输和处理。
计算机体系结构的研究重点与发展方向分析
计算机体系结构的研究重点与发展方向分析【摘要】：本文首先简要说明了现代计算机的两种主要体系结构CISC 体系和RISC 体系，指出了基于冯·诺伊曼体系结构的现代计算机体系存在的问题及研究重点，并展望了未来计算机体系的发展方向。
【关键词】：体系结构；CIST 体系；RISC 体系一、引言计算机体系结构主要指计算机的系统化设计和构造，不同的计算机体系结构适用于不同的需求或应用。
现代计算机的两种主要体系结构是CISC 体系和RISC 体系。
其中RISC是近20 年的研究主流。
而随着计算机应用的普及，RISC 结构也出现了许多与以多媒体处理和个人移动计算机为主要内容的应用趋势的不协调。
为了消除这些不协调，未来计算机体系结构将会向什么方向发展呢?本文将对这些问题进行阐述和说明。
二、两种主要的计算机体系结构说明当今的计算机体系结构，从传统意义指令界面上来看基本划分成两大类：一类是CISC 体系结构，如INTEL 的X86芯片，另一类是RISC 体系结构，如SPARC、MIPS、POWERPC、等。
不管是CISC 体系结构还是RISC 体系结构，人们在计算机体系结构的设计上均追求两方面的目标：1．面向应用（软件）描述方面设计的计算机体系在面向应用（软件）描述方面使得自己的指令语义层次比较高，这点CISC 较为明显，因为它有许多指令可以直接支持高级语言的语义。
而RISC 则比较隐蔽，它是靠精简指令的优化编译（即通过若干条精简指令有机组合）来支持高级语言的语义。
2．面向应用处理方面设计的计算机体系在面向应用处理方面，使得自己的指令处理速度明显提高，进而加速应用处理的速度。
这点RISC表现的比较明显，因为它的指令硬件译码直接实现和采用流水线技术等大大提高了它的处理速度，而在CISC 中，当初增加硬件的资源支持复杂的高层次的语义的指令，本身就意味着提高应用的处理速度。
在过去的20 年里，RISC 技术不断发展，逐渐取代C1SC成为工作站和服务器的主流技术。
计算机体系结构的演进与发展
计算机体系结构的演进与发展随着计算机科技的不断发展，计算机体系结构也在不断演进和进步。
本文将从计算机体系结构的定义、结构层次、演进历程以及未来发展方向等几个方面进行探讨，以帮助读者更好地了解计算机体系结构的演进与发展。
一、计算机体系结构的定义计算机体系结构是指计算机系统中不同部件之间的组织、关联和交互方式，以及指令集、寻址方式、数据传输方式等系统级别的特性。
它形成了计算机硬件和软件之间的桥梁，决定了计算机系统的性能和功能。
二、计算机体系结构的结构层次计算机体系结构按照结构层次的不同可以分为四个层次：指令级、微体系结构、体系结构和计算机系统。
1. 指令级：指令级体系结构是指计算机体系结构中最底层的层次，它定义了计算机硬件对指令的解析和执行方式。
指令级体系结构包括指令集和指令编码方式等。
2. 微体系结构：微体系结构是指计算机体系结构中位于指令级和体系结构之间的层次。
它实现了指令级体系结构中定义的指令和操作的硬件逻辑电路，包括处理器、寄存器和数据通路等。
3. 体系结构：体系结构是指计算机体系结构中较高层次的结构，它定义了计算机系统的存储结构、流水线结构、总线结构等。
体系结构决定了计算机的整体性能和可扩展性。
4. 计算机系统：计算机系统是指计算机体系结构中最高层次的结构，它包括计算机硬件和软件等各个方面，形成了一个完整的计算机系统。
三、计算机体系结构的演进历程计算机体系结构的演进历程可以分为以下几个阶段：单体结构、主从结构、客户机-服务器结构和分布式计算结构。
1. 单体结构：单体结构是指早期计算机体系结构，计算机系统中一台计算机负责处理所有计算任务。
这种结构简单而直观，但由于计算能力有限，无法满足更高性能和可扩展性的需求。
2. 主从结构：主从结构是指计算机系统中主计算机和从计算机相互协作完成计算任务。
主计算机负责处理较为复杂的计算任务，而从计算机则负责处理较简单的计算任务。
这种结构提高了计算能力和可扩展性。
新一代计算机体系结构的研究与发展
新一代计算机体系结构的研究与发展计算机作为人类智慧的结晶，已经深入到我们的生活中。
从最早的冯·诺伊曼体系结构，到现在的并行计算、量子计算等新技术的出现，计算机的发展呈现出了不断创新的态势。
新一代计算机的研究与发展，正是为了应对未来多样化的计算需求。
本文将探讨新一代计算机体系结构的研究与发展。
一、新一代计算机的出现以往的计算机体系结构是由冯·诺伊曼提出的，由一台主处理器按照顺序执行计算机指令。
这种计算机体系结构在计算速度和指令控制方面存在一些局限性，逐渐被一些新体系结构取代。
新一代计算机是基于现代计算技术、人工智能技术、机器学习技术和大数据分析技术等实现的，具有高效性、可扩展性、高性能等特点。
新一代计算机的出现，为解决大规模数据计算、人工智能和机器学习等应用领域的问题提供了新的解决思路。
二、新一代计算机的技术特点1.并行计算：新一代计算机充分利用了CPU、GPU、FPGA等高性能计算单元的并行计算能力。
通过数据并行和任务并行技术，可以充分发挥这些计算单元的能力，提高计算效率。
2.分布式计算：新一代计算机还采用分布式计算体系结构，可以将计算任务分配给不同的处理单元进行任务处理，以达到大规模、高性能的计算目的。
3.量子计算：量子计算是一种新型的计算方式，其计算原理是基于量子力学的。
量子计算机可以用经典计算机无法解决的方式，处理大规模、复杂的数据计算问题。
三、新一代计算机的应用领域1.人工智能：新一代计算机的运算速度和处理能力，可以为人工智能提供更好的支持。
在语音识别、图像识别、自然语言处理等方面，新一代计算机可以提高人工智能的准确性和智能化程度。
2.大数据分析：新一代计算机的基于分布式计算的体系结构，可以支持大规模数据的存储和计算，为数据分析和挖掘提供更多可能性。
3.科学计算：在各种科学计算问题中，需要大规模的计算量，以达到更准确的结果。
新一代计算机可以充分发挥其高性能和并行计算功能，提供更高效的科学计算能力。
计算机体系结构的发展趋势
计算机体系结构的发展趋势随着科技的不断进步，计算机体系结构也在不断地发展和演变。
从最初的冯·诺依曼结构到如今的分布式计算和云计算系统，计算机体系结构经历了多个阶段的变革。
本文将探讨计算机体系结构的发展趋势，并分析未来可能的发展方向。
1. 并行计算的兴起随着计算需求的不断增长，单一计算机的处理能力已经不能满足需求。
因此，计算机体系结构开始朝着并行计算的方向发展。
并行计算可以将计算任务分配给多个处理单元同时执行，从而提高计算效率。
久而久之，多核处理器、GPU和FPGA等并行计算设备逐渐成为计算机体系结构的重要组成部分。
2. 分布式系统的兴起随着互联网的普及和计算需求的进一步增加，分布式计算开始成为计算机体系结构的一种重要形式。
分布式系统可以利用多台计算机共同协作完成任务，从而提高系统的可靠性和性能。
例如，Google的MapReduce和Hadoop等分布式计算框架在大数据处理中发挥着重要的作用。
3. 云计算的兴起云计算是近年来计算机体系结构的又一大发展趋势。
通过将计算、存储和网络等资源通过互联网进行集中管理和分配，云计算可以为用户提供灵活、可扩展的计算服务。
公有云和私有云成为了云计算的两个重要概念，各大科技公司纷纷推出自己的云计算平台，如亚马逊的AWS和微软的Azure等。
4. 物联网的崛起随着物联网的兴起，计算机体系结构也在逐渐趋向于物联网方向发展。
物联网将各种物理设备和传感器通过互联网相互连接，形成巨大的网络，为人们提供智能化的生活和工作环境。
计算资源的分布和边缘计算等概念开始受到关注，以满足物联网中大量数据的实时处理需求。
5. AI与计算机体系结构的结合人工智能技术的快速发展对计算机体系结构提出了新的挑战和需求。
深度学习和神经网络等复杂模型的训练需要大量计算资源，而传统的计算架构面临着瓶颈。
因此，在AI领域，图形处理器（GPU）和专用的AI芯片逐渐兴起，以满足高性能和能效的需求。
总结起来，计算机体系结构的发展趋势可以归纳为并行计算、分布式系统、云计算、物联网和AI的结合。
计算机体系结构演化与趋势展望
计算机体系结构演化与趋势展望计算机体系结构是计算机领域中的重要概念，它描述了计算机的组成部分以及它们之间的关系。
随着科技的进步和需求的变化，计算机体系结构也在不断演化和改变。
本文将对计算机体系结构的演化和未来趋势进行展望。
一、早期计算机体系结构早期的计算机体系结构主要以冯·诺伊曼体系结构为代表。
这种体系结构包含了一个中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备。
CPU负责执行指令和控制计算机的操作，存储器用于存储指令和数据，输入设备和输出设备用于与用户进行交互。
二、并行计算和分布式计算随着计算任务的复杂性增加，早期的计算机体系结构无法满足需求。
因此，人们开始研究并行计算和分布式计算。
并行计算指的是同时进行多个计算任务，以提高计算效率。
分布式计算则是将计算任务分配给多台计算机进行处理，以实现更大规模的计算。
这些新的计算机体系结构为科学计算、图像处理等领域带来了巨大的发展机会。
三、向量处理和多核架构为了进一步提高计算机的性能，人们开始研究向量处理和多核架构。
向量处理指的是计算机能够同时处理多个数据，以加快计算速度。
多核架构则是将多个处理器集成在一块芯片上，以实现并行计算。
这些新的计算机体系结构在科学计算、人工智能等领域发挥了重要作用。
四、异构计算异构计算是指利用不同类型的处理器来解决不同类型的计算问题。
例如，将CPU和GPU结合起来，CPU用于控制计算和处理序列任务，而GPU用于并行计算和处理大规模数据。
异构计算使得计算机能够更好地应对各种类型的计算需求，为深度学习等领域的发展提供了支持。
五、云计算和边缘计算云计算和边缘计算是当前计算机领域的热点技术。
云计算指的是将计算任务和数据存储在云端的服务器上进行处理，用户通过网络进行访问。
边缘计算则是将计算任务和数据处理推到离用户更近的边缘设备上，以减少延迟和提高响应速度。
云计算和边缘计算改变了传统的计算机体系结构，使得计算更加灵活和高效。
未来计算机体系结构的趋势展望未来计算机体系结构的发展将更加注重对能效和性能的平衡。
新型计算机体系结构研究及其应用分析
新型计算机体系结构研究及其应用分析近年来，人工智能、大数据等新兴技术的兴起，对计算机性能的要求越来越高，传统的计算机体系结构已经难以满足需求。
因此，新型计算机体系结构的研究已经成为目前计算机领域的热门研究领域。
一、新型计算机体系结构的定义计算机体系结构指的是计算机硬件和软件的结构，包括处理器、内存、输入输出设备等硬件，以及操作系统、编程语言等软件。
新型计算机体系结构是指相对于传统计算机体系结构而言，采用了全新的硬件架构和软件设计，以满足日益增长的业务需求。
常见的新型计算机体系结构有GPU加速计算、FPGA计算、分布式计算等。
二、新型计算机体系结构的研究1. GPU加速计算GPU（Graphic Processing Unit）即图形处理器，是一种高性能的并行计算硬件，原本用于处理图形相关任务，然而，由于GPU拥有大量的处理单元和高速的内存带宽，使得GPU可以在科学计算、数据分析等领域中发挥重要作用。
通过利用GPU加速计算，可以大幅度提高计算效率。
2. FPGA计算FPGA（Field Programmable Gate Array）即现场可编程门阵列，通过灵活配置，FPGA可以实现各种不同的数据处理和计算操作。
FPGA拥有大量的逻辑门和触发器，能够在电路层面对计算任务进行高度优化，可以实现极高的性能和能效。
FPGA已经广泛应用于图像处理、信号处理等领域。
3. 分布式计算分布式计算是指利用多个计算机联合工作来完成某一任务的计算方法。
分布式计算通过将任务分配到不同的计算节点上，并通过网络协议进行通信和协作，从而实现高效的计算。
在大数据分析、机器学习等领域，分布式计算已经成为必不可少的技术手段。
三、新型计算机体系结构的应用分析新型计算机体系结构的应用已经广泛涉及到各个领域。
1. 人工智能在人工智能领域，新型计算机体系结构的应用极为广泛。
GPU加速计算可以加快深度学习的训练速度，FPGA计算可以实现深度神经网络的部署和加速，分布式计算为数据分析提供了高效的计算平台。
计算机体系结构的创新与发展研究
计算机体系结构的创新与发展研究随着科技的不断发展，计算机技术已经成为现代社会不可或缺的一部分，计算机的体系结构正不断进行着创新与发展，以满足人们不断增长的需求。
本文将探讨计算机体系结构在创新与发展过程中的一些关键问题。
一、计算机体系结构的发展历程计算机体系结构的发展经历了多个阶段。
在20世纪60年代初，我们拥有的是单处理器、单站式计算机，这也是最简单的计算机体系结构；在70年代，人们开始采用分时技术，大规模主机系统呈现出火箭式增长，这也是第一次出现了分布式计算的模式; 80年代开始出现在单个计算机中连接多个处理器的多处理器计算机；90年代时逐渐摆脱主机时代的个人电脑普及，网络逐渐完善。
2000年后，人工智能、云计算、大数据等新技术进一步加速了计算机体系结构的进步。
二、计算机体系结构的发展趋势1. 多核并行处理器技术多核并行处理器技术是计算机体系结构发展的一个新的趋势，这种技术可以同时运行多个处理器指令，拥有更高的执行效率。
以往的计算机都只是单核心，难以满足人们今天日益增长的计算需求。
现代计算机处理速度很快，但如果在极短的时间内需要大量计算，仍旧会使性能达不到理想状态，因为任务数远远超出了处理器的饱和度限制。
2. 软件定义的计算基础设施(Software-Defined Computing)随着业务的飞速发展，人们对数据中心计算基础设施的灵活性和敏捷性的要求也日益提高。
软件定义的计算基础设施（SDI）是指将计算基础设施的管理软件、硬件和网络虚拟化并抽象，使操作员能够按照准确的要求构建个性化的、可自主调整和可扩展的计算基础设施。
SDI重构了数据中心架构，使其能够更好地响应业务需求，从而提高数据中心的性能和效率。
3. 超大规模并行计算系统(Supercomputer)超大规模并行计算系统是目前计算机体系结构中最具代表性的模式之一。
这种计算机体系结构常常是设计成由许多节点组成，并行执行复杂的任务，这些节点之间通过高速的网络进行连接，表现出了极强的并行计算能力。
面向未来的计算机体系结构研究
面向未来的计算机体系结构研究计算机的发展已经经历了几十年的变迁，从最初的大型机，到后来的个人计算机，再到现在的移动互联网时代，计算机的应用范围越来越广泛，而计算机体系结构的研究一直是计算机领域中的一个重要方向。
随着信息技术的不断发展，计算机体系结构研究在未来将面临很多挑战，比如处理器核的数量越来越多，计算速度越来越快，能耗也越来越高，如何在性能、能耗、可扩展性、可靠性等方面做到平衡是未来计算机体系结构研究的热门方向之一。
一、高效的处理器架构处理器架构是计算机体系结构研究中的一个重要方向，随着科技的进步，处理器核的数量越来越多，计算速度也越来越快，需要更加高效的处理器架构来支持这种变化。
未来的处理器架构需要具备更高的并行性和更高的计算能力，以满足不断增长的计算需求。
处理器架构还需要考虑能耗和成本，这些因素也是未来计算机体系结构设计的重要方向之一。
要解决能耗和成本的问题，可以采用更加高效的硬件设计和更加优化的软件开发技术，以提高处理器架构的性能和能效比。
二、分布式计算分布式计算是指将一个计算任务分为多个子任务，并将这些子任务分配到不同的计算节点上。
这种计算方式可以有效地提高计算能力和并行性，并且可以方便地支持大数据计算和云计算等计算需求。
未来的计算机体系结构需要支持分布式计算，可以通过硬件设计和软件开发技术来支持分布式计算，同时也需要考虑计算节点之间的通信和数据传输等问题，以确保分布式计算的顺利运行。
三、内存架构内存架构是计算机体系结构中的一个重要方向，它影响着计算机系统的性能和速度。
未来的内存架构需要具备更高的带宽和更高的容量，以支持不断增长的计算需求。
同时，内存架构还需要支持更高的数据安全性和可靠性，以确保数据不会丢失或被篡改。
随着计算机体系结构的不断发展，新的内存技术也逐渐出现，比如非易失性内存（NVM）等。
未来的计算机体系结构需要考虑如何充分利用这些新的内存技术，以提高计算机系统的性能和能效比。
新一代计算机体系结构研究
新一代计算机体系结构研究随着信息技术的不断发展，计算机已成为现代社会中不可或缺的一部分。
而计算机体系结构的研究则是计算机领域中的热点之一，尤其是随着云计算、人工智能等新技术的兴起，对计算机体系结构的研究提出了新的挑战和要求。
因此，新一代计算机体系结构的研究具有十分重要的意义。
一、新一代计算机体系结构的背景计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的界面及其之间的相互作用关系。
它涉及到计算机中的指令集、寄存器、数据类型等重要的硬件和软件元素，是计算机系统的重要组成部分。
在过去，计算机体系结构的研究主要关注单处理器体系结构，而随着多核处理器、分布式计算、云计算等技术的出现，对计算机体系结构提出了新的要求。
首先，随着多核处理器的出现，计算机体系结构的并行性成为了研究重点。
多核处理器可以同时运行多个程序，但如何对程序进行分配、调度、同步以及处理器间的通信等问题，都对计算机体系结构的设计提出了挑战。
其次，分布式计算和云计算的普及，使计算机体系结构需要支持分布式处理、数据共享、虚拟化等功能。
而这些功能的实现，对系统的可靠性、安全性以及高效性等方面提出了更高的要求。
二、新一代计算机体系结构的研究方向1. 并行性逐渐高速化的计算机硬件的发展，推动了计算机体系结构的并行化。
并发性不仅可以使计算机系统更有效地利用硬件具有的资源，如CPU、内存、磁盘和网络等，还可以提高程序的执行效率，加速程序的执行和减少运算时间。
新一代计算机体系结构的研究，需要面对并发编程的挑战，寻找有效地利用计算机硬件资源的优化方法。
2. 虚拟化随着虚拟化技术的发展，许多科学家和开发人员将更多的注意力放在了虚拟化计算机体系结构方面。
虚拟化的主要功能是将一个物理计算机划分为若干个独立的虚拟计算机，它们可以独立地运行不同的操作系统和应用程序。
这种技术不仅可以使计算机系统的资源得到最大化的利用，还可以将计算机的功能分割成不同的虚拟服务器，以实现更高效的资源利用。
新一代计算机体系结构的研究与应用
新一代计算机体系结构的研究与应用引言随着计算机技术的发展，新一代计算机体系结构也在不断地研究和应用中。
与传统计算机相比，新一代计算机体系结构在处理速度、能源利用和计算能力方面都有了显著的提高和创新。
本文将针对新一代计算机体系结构的研究和应用进行探讨。
第一部分：新一代计算机体系结构概述新一代计算机体系结构是指针对传统计算机体系结构的创新和改进，旨在提高计算机的性能和能源利用效率。
其主要特点有以下几个方面：1.并行计算能力提高；2.智能化和自主控制；3.计算能力提高，性能更加稳定和可靠。
这些特点的实现得益于微电子、通信技术、数据处理等多个领域的发展和突破。
同时，新一代计算机体系结构的研究也借鉴了人类神经系统和生物分子系统的自适应和自组织特性。
第二部分：新一代计算机体系结构的研究新一代计算机体系结构的研究主要分为以下几个方向：1.高效处理器结构高效处理器结构是新一代计算机体系结构研究的核心。
其目的是在保持高性能的同时，降低能源消耗。
高效处理器结构的发展包括了多核处理器、图形处理器、异构处理器、低功耗处理器、GPU加速器等多个方向。
2.存储技术创新随着数据量的不断增加，数据存储需求也不断扩大。
在新一代计算机体系结构的研究中，存储技术的创新是至关重要的。
主要的研究方向包括了非易失性存储器、基于光学和磁性的存储、分布式存储和云存储等。
3.网络技术创新网络技术也是新一代计算机体系结构研究的重要方向之一。
在开放式的互联网环境下，网络技术的创新使得计算机的处理和存储资源可以无缝地在全球范围内访问和使用。
主要的研究方向包括了数据中心网络、软件定义网络、虚拟化技术等。
第三部分：新一代计算机体系结构的应用新一代计算机体系结构的应用可以分为以下几个方向：1.人工智能新一代计算机体系结构的智能化和自主控制特性为人工智能的快速发展提供了有力支撑。
智能计算和自我学习的功能可以应用于自动驾驶、医疗诊断等多个领域。
2.信息安全信息安全是当今社会的重大问题之一。
新型计算机体系架构的研究与发展
新型计算机体系架构的研究与发展在当前信息技术变革和数码化发展的时代背景下，计算机技术和体系架构也在不断地创新和发展。
新型计算机体系架构的研究与发展成为计算机领域内的一个热门话题。
本文旨在探讨新型计算机体系架构的研究与发展，以及其对于未来计算机发展的影响。
一、新型计算机体系架构的发展历程随着计算机硬件技术的不断进步和发展，新型计算机体系架构也逐渐产生并得到应用。
新型计算机体系架构的发展历程可以分为以下几个阶段：第一阶段：传统计算机体系架构时代。
在传统计算机体系架构中，CPU、内存、硬盘等组成了计算机系统的核心部分，计算机运行和处理数据需要通过单一的CPU进行。
这种计算机体系架构在20世纪60年代至80年代是主流的计算机系统。
第二阶段：并行计算机体系架构时代。
随着电子技术的快速发展，计算机的运行速度得到了极大的提升，但是单个处理器的性能有限，无法满足高性能计算的需求。
此时，人们开始研究并行计算机体系架构，将多个处理器组合在一起，充分利用处理器的计算能力，实现同时处理多个任务的目的。
第三阶段：分布式计算机体系架构时代。
分布式计算机体系架构是一种基于网络的计算机系统，将计算、数据存储和应用分配到多个计算机节点中，并通过网络进行通信和协同处理。
分布式计算机体系架构成为了当前企业信息化和大数据处理的主流架构。
第四阶段：异构计算机体系架构时代。
异构计算机体系架构是一种同时包含不同类型计算器件（如FPGA、GPU、DSP）的计算机系统结构，这种结构能够充分发挥不同类型计算器件的优势，实现高性能、低能耗的处理能力。
二、新型计算机体系架构的发展趋势近年来，新型计算机体系架构已经逐渐成熟，并出现了多种创新型的架构形式。
未来，新型计算机体系架构的发展趋势是什么？（1）AI加速器体系架构。
在人工智能运算中，GPU有着巨大的优势，但由于CPU和GPU的计算方式和架构不同，CPU和GPU之间的数据转换和传输会极大地影响计算速度。
新型计算机架构和体系结构
新型计算机架构和体系结构随着计算机技术的不断发展，新型计算机架构和体系结构已经成为当前计算机领域最为热门的话题之一。
在这篇文章中，我们将着重探讨新型计算机架构和体系结构的发展趋势以及未来的发展方向。
一、背景介绍在传统计算机架构中，中央处理器（CPU）是计算机的核心组成部分，负责执行计算机指令和操作系统功能。
随着计算机应用场景不断扩展以及计算机性能的提升，传统计算机架构已经开始遇到一系列限制，导致计算机性能的进一步提升受到阻碍。
为此，新型计算机架构和体系结构应运而生，成为推动计算机性能提升的新动力。
二、新型计算机架构和体系结构的发展趋势1、多核心架构一方面，随着计算机应用场景的不断拓展，对于计算机处理能力的需求越来越高。
同时，CPU性能的提升已经面临瓶颈，不能再像以往那样依靠提高CPU频率来提升计算机性能。
因此，重新设计计算机架构，采用多核心架构已经成为当前计算机架构的主要趋势之一。
通过多核心架构，可以实现更多的处理器核心同时工作，从而提高计算机的处理能力。
多核心架构已经在超级计算机、服务器、高性能计算机等领域广泛应用。
2、异构计算架构另一方面，传统计算机架构只能依靠单一的CPU进行计算，导致计算机性能的提升受到阻碍。
而异构计算架构则可以同时利用多种计算资源，包括不同类型的CPU、GPU、FPGA等。
异构计算架构的主要特点是计算资源丰富、计算能力强、计算效率高。
异构计算架构已经被广泛应用于科学计算、人工智能、虚拟现实等领域。
3、边缘计算边缘计算是指将计算资源部署在离用户更近的边缘设备上，实现近似实时的计算和数据分析。
边缘计算的主要特点是计算速度快、延时低，同时可以减少数据传输和存储的压力。
边缘计算已经成为人工智能、物联网等领域的重要技术之一，在推动数字化、智能化和自动化进程中具有重要意义。
三、新型计算机架构和体系结构的未来发展方向1、人工智能加速器人工智能是当前计算机领域的一个热点领域，但是目前的计算机架构并不能很好地支持人工智能的算法和模型，因此人工智能加速器成为新型计算机架构和体系结构发展的一个重要方向。
面向未来的计算机体系结构设计研究
面向未来的计算机体系结构设计研究随着信息技术的不断发展，计算机体系结构设计也在不断地进行着改进和升级。
在未来的计算机体系结构设计中，我们需要做出更多的努力来满足人们对计算机的需求。
本文将围绕着未来的计算机体系结构设计展开讨论，分为以下三个方面：一、面向未来的计算机体系结构设计趋势在未来的计算机体系结构设计中，我们可以预测到一些明显的趋势。
其中之一是更加高效的能源利用。
可以通过设计更加节能的处理器，优化软件和硬件协同工作来实现。
同时还可以通过利用光电子技术和堆叠技术等制程来降低电路的功耗。
此外，未来计算机体系结构设计还将趋向于模块化。
模块化的设计可以有效地提高不同模块的复用率，更好地利用组件，从而提高计算机体系结构整体的性能水平。
同时，模块化的设计还可以大幅度提高系统的可维护性和可拓展性。
二、面向未来的计算机体系结构设计研究重点针对未来计算机体系结构设计的趋势，我们需要重点研究以下几个方面技术：1. 处理器技术：未来处理器技术需要重点关注效率和能耗。
采用更好的微架构设计和冷却技术，可以有效地提高处理器的效率和能效比。
2. 存储技术：未来的存储技术需要注重将内存、闪存和高速缓存等存储器进行集成，最大限度地提高整个系统的性能。
3. 系统互连技术：未来的计算机系统需要处理更多的数据流，因此系统互连技术也需要进行升级。
可选择性地使用高速传输线、光电子耦合技术，提高作业效率和操作速度。
4. 软件技术：未来的计算机体系结构设计必须考虑到软件和硬件之间的协同工作。
这样的设计将使软件变得更加智能，能够与硬件密切互动，以最佳的方式处理数据。
三、面向未来计算机体系结构设计的应用领域未来的计算机体系结构不仅能用在普通消费电子产品，例如手机、平板电脑和计算机等设备中，还可以被广泛应用于其他领域。
例如嵌入式系统、大数据处理、云计算、自动驾驶汽车等等。
在嵌入式系统中，计算机体系结构可以作为控制和感应领域的核心技术，例如智能家电的连接、物联网、智能工厂等等。
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计算机体系结构的研究重点与发展方向分析【摘要】：本文首先简要说明了现代计算机的两种主要体系结构CISC 体系和RISC 体系，指出了基于冯·诺伊曼体系结构的现代计算机体系存在的问题及研究重点，并展望了未来计算机体系的发展方向。
【关键词】：体系结构；CIST 体系；RISC 体系一、引言计算机体系结构主要指计算机的系统化设计和构造，不同的计算机体系结构适用于不同的需求或应用。
现代计算机的两种主要体系结构是CISC 体系和RISC 体系。
其中RISC是近20 年的研究主流。
而随着计算机应用的普及，RISC 结构也出现了许多与以多媒体处理和个人移动计算机为主要内容的应用趋势的不协调。
为了消除这些不协调，未来计算机体系结构将会向什么方向发展呢?本文将对这些问题进行阐述和说明。
二、两种主要的计算机体系结构说明当今的计算机体系结构，从传统意义指令界面上来看基本划分成两大类：一类是CISC 体系结构，如INTEL 的X86芯片，另一类是RISC 体系结构，如SPARC、MIPS、POWERPC、等。
不管是CISC 体系结构还是RISC 体系结构，人们在计算机体系结构的设计上均追求两方面的目标：1．面向应用（软件）描述方面设计的计算机体系在面向应用（软件）描述方面使得自己的指令语义层次比较高，这点CISC 较为明显，因为它有许多指令可以直接支持高级语言的语义。
而RISC 则比较隐蔽，它是靠精简指令的优化编译（即通过若干条精简指令有机组合）来支持高级语言的语义。
2．面向应用处理方面设计的计算机体系在面向应用处理方面，使得自己的指令处理速度明显提高，进而加速应用处理的速度。
这点RISC表现的比较明显，因为它的指令硬件译码直接实现和采用流水线技术等大大提高了它的处理速度，而在CISC 中，当初增加硬件的资源支持复杂的高层次的语义的指令，本身就意味着提高应用的处理速度。
在过去的20 年里，RISC 技术不断发展，逐渐取代C1SC成为工作站和服务器的主流技术。
RISC 计算机以超标量、流水线、乱序执行、预取指令/数据、分支预测和指令取消等硬件技术和相应的基于编译器的优化技术为核心，利用指令级并行，在高端工作站和服务器领域占据了绝对的统治地位。
三、当前计算机体系结构存在的问题60 多年来，冯·诺伊曼体系结构为世界众多的科学家精心地构造，从而创造了今天的计算机世界。
冯·诺伊曼的伟大发明，其核心有三点：（1）二进制；（2）存储模型；（3）一个时刻只有一个操作的串行机制。
虽然在计算机界，众多的国家专家在研究多值理论，但至今几乎没有突破二进制的体系。
人们利用了很多存储管理的软件技术和方法，力图将一维的存储模型改为二维的，但仍然没有逃出冯氏存储模型和寄存器存储的结构，使得在串行机制上进行新的突破将十分困难。
主要表现在：1．操作瓶颈制约因为冯·诺伊曼体系结构本质包括串行性、顺序性的控制机理。
对数据相关和资源的控制和仲裁均是人为决定。
因此构成了时间和空间的极大开销，造成冯氏数据流的拥塞，即为大家熟知的冯·诺伊曼瓶颈问题。
2．算法的制约冯氏体系的很大贡献在于将所有应用问题建立在四则运算和逻辑运算的组合算法，并以寄存器为基本模型的存储体系上，但它在基本操作控制上仍是一种串行机制，不具备构造一个并行算法的基础。
在串行的模型上去建立并行算法，必定会带来本质的困难和效率的损失。
3．存储模型的制约存储模型在冯·诺伊曼体系结构当中是一种被动式的访问机制，不能真正体现人类在并行操作行为中经常反映的无破坏性操作和平等交互赋值运行的需求，因此冯·诺伊曼的存储模型结构仅能在运行时以空间为代价进行复制或以时间为代价进行选择来替代这种制约。
当前，计算机求解一般过程如图 1 所示，而以上三大制约的存在，严重阻碍了计算机的处理速度及信息处理能力。
图1 计算机问题求解过程图由图 1 可见：计算机在求解时，经过时间往往多于求解时间几个数量级，如果以上三大制约瓶颈消除了，我们就可用更简捷的方式求解同样规模的问题，也就是在较短时间或较少空间内求解，最大发挥计算机的潜力。
然而，现有计算机体系结构，无论是CISC 体系还是RISC 体系，它们本质上都属于冯·诺伊曼体系结构范畴，只是在指令界面的特征上有所区别而已，难以消除以上制约，因此它们的固有缺陷再所难免。
四、计算机体系结构的研究重点1．对并行体系结构的研究众所周知，在计算机领域中，并行是实现计算能力突破的根本手段。
由于与并行体系结构相对的是当前使用的串行结构，串行结构上的效率提升始终不是无限制的，而在嵌入式领域中，专用的并行结构在当前的技术条件下提升性能和功耗效率已经达到10-1000 倍。
所以，现在不少商业通用处理器在生产上已经倾向于转向多处理器体系结构，或者CMP，或者SMT，或者二者兼而有之，而不是仅仅只试图提高单一处理器的IPC，这是一个很大的转变。
然而，并行应用程序的开发是一个缓慢而且费心的过程。
只有那些有巨大的计算需求或者有严格的预算和功耗限制的人才会去开发。
虽然目前很多关于并行编译器和软件开发工具的研究会对设计可用的并行系统有益，但是只有为并行软件设计出更好的并行系统，才是关键所在。
一些早期的研究为新的并行体系结构作了尝试。
原始的数据流结构由于只关注并行而忽略局部性和可预测性而最终导致失败，但它确实又提供了一个真实的并行结构例子。
后来人们又在数据流的思想上进行了局部性方面的研究，但这方面的工作进行的还远远不够。
像数据流、缓存及前瞻技术的各种组合都值得深入研究。
2．对功耗敏感的体系结构进行研究假如计算机性能和容量能够以过去的速度继续增长，对于功耗敏感的体系结构的研究是十分重要的。
对于功耗敏感的体系结构，静态和动态功耗方面的考虑已成为处理器设计过程中最大的限制。
尽管计算机工作者对于“动态可调整结构”的研究进行了很多的工作，但他们取得的性能收益正逐渐递减，并且它的复杂性使其难以应用到系统的大部分部件中去。
由于它是以指数级形式上升的，设计先进体系结构和嵌入式应用要时刻考虑功耗问题，这是很重要的。
并且功耗问题和可靠性问题之间的关系非常密切，一定要一同考虑。
3．设计能够高效开发显示并行的结构新结构性能的提升主要来源于开发更多的并行，因为流水线深度和时钟速率有局限性。
显示并行的方法能够用于提高那些易提取并行性代码的性能。
这方面存在很多的挑战，例如：确定片上该集成何种机制能够提高这部分代码的可扩展性：确定CMP 中PE 的最佳粒度：要扩大那些能够有效地运行在并行结构上的代码类型；找到有效的方法来消除引脚接口的瓶颈。
目前引脚接口的瓶颈已经成为影响性能的一大因素，因为引脚数增长的速度要远远小于片上可集成的晶体管数目增长的速度。
4．开发隐式并行的大指令窗口的体系结构开发单线索代码中的隐式并行方面的研究也十分重要。
目前的体系结构可开发的隐式并行与代码中存在的隐式并行相差有1-2 个数量级。
这方面的研究之所以重要是因为：第一，绝大多数代码无法显示并行化。
第二，体系结构时钟速率方面的限制也强迫我们必须转向开发更多的并行。
这些研究领域不能被分割开，在最好的情况下，不是将各种研究机制复杂地组合在一起，而是应该研究出一种从根本上，简洁的底层机制一次性解决上述问题。
五、计算机体系结构的发展方向近十几年来，计算机技术得到迅猛发展和普及，使得从事各种技术工作的人员对计算机的了解普遍加深。
但由于技术层次的多面性和应用的差异性，特别是发展的迅猛和不均匀所带来的迷惑性，使人们不易看清某个方面的具体发展现状。
计算机体系结构是设计计算机应用系统的一个重要参考因素，是一个近来较受关注的话题。
根据目前计算机体系结构的发展状况来看，未来一段时间，计算机体系结构将向以下几个方向发展：1．VLIW 体系VLIW 指的是一种指令集设计思想与技术，它利用编译器把若干个简单的、无相互依赖的操作压缩到同一个很长的指令字中。
当超长指令字被从Cache 或主存取进处理器时，可以容易地分割出各个操作，并一次性分别分派到多个独立的执行单元中并行执行。
2．单芯片多处理器体系单芯片多处理器是随着VLSI 工艺水平的提高自然会想到的一个方向。
在0.25mm 工艺下，单片可以集成20 个21064（32kCache）；在2010 年将实现的0.07mm 工艺下，单片可以集成60 个21064 水平的微处理器。
不远的将来，现今的SMP 系统可以完全集成在一个芯片内，其性能提高显然是诱人的。
3．多线程体系多线程技术结合了指令级现场交换和顺序调度技术，是数据流模型和冯·诺伊曼控制流模型的有机结合。
简单地说，线程是一组静态排序的指令序列，其中，当第一条指令开始执行，后续指令即开始执行而不中断。
线程作为执行调度的基本单位，多个线程可以并发（并行）执行，以达到互相隐藏延迟操作和提高并行度的效果。
六、结束语从目前计算机体系发展来看，CISC 体系与RISC 体系的界限日益模糊，它们代表着两种思想而不是技术。
冯·诺伊曼体系结构构成了现代计算机实现的基础，而其局限性已经成为现代计算机发展的障碍。
可以预见 VILW 体系、多线程体系等必将成为计算机发展的重要方向。
【参考文献】[1] 任琦，吉梅.计算机体系结构的未来.软件导报,2005.[2] 沈绪榜，冯国臣等.计算机体系结构的分类模型.计算机学,2004.[3] 郑纬民，汤志忠编. 计算机系统结构. 北京:清华大学出版社,1998.。