計算機體系結構的技術革新1. 圖靈機理論構成了計算機體系結構的基礎，并且與馮·諾依曼體系結構緊密相關。然而，這一理論是串行的，而多核處理器則代表了并行的分布式結構。這種不匹配要求我們解決串行圖靈機理論與物理上多核處理器之間的協同問題。2. 我們需要解決的問題包括如何將串行編程模型與多核處理器的物理實現相匹配，以及如何推廣并行編程模型，以便更好地利用多核處理器的性能。目前，并行編程模型主要應用于科學計算等領域，而串行程序在多核處理器上的性能加速問題尚未得到有效解決。3. 為了解決上述問題，研究者們正在探索新的編程模型和硬件機制。這些機制包括改進的并行編程模型，例如Cell處理器所提供的，以及硬件支持的優化，如SpeculativeLockElision機制和TransactionalCoherenceandConsistency(TCC)機制。4. 此外，我們還必須考慮如何將馮·諾依曼體系結構的一維地址空間與多核處理器的多維訪存層次相匹配。這涉及到引入新的訪存層次，如分布式統一編址的寄存器網絡，以及開發新的cache一致性協議，如推測Cache協議和TokenCoherence。5. 同時，我們面臨著程序多樣性與單一體系結構之間的匹配問題。未來的應用將不僅關注性能，還包括可靠性、安全性等其他指標。因此，處理器需要具有可配置和靈活的體系結構，以適應不同應用的多樣性。6. 多核和Cell等新型處理結構的出現是計算機體系結構歷史上的重要事件，它們對傳統的計算模式和計算機體系架構提出了挑戰。自2005年以來，一系列具有深遠影響的計算機體系結構的出現可能為未來十年的計算機體系結構奠定根本性的基礎。7. 隨著計算密度的提高，處理器和計算機性能的衡量標準正在發生變化。在移動設備端，性能和功耗的平衡已經找到了令人滿意的結合點，可能引發手持設備的急劇膨脹。在服務器端和桌面端，減少電力消耗已成為當務之急。8. Cell處理器本身就是在這種變化中適應和創造了新的設計風格。其內部的SPU(SynergisticProcessorUnit協同處理單元)具有很好的擴展性，可以同時面對通用和專用的處理需求，實現處理資源的靈活重構。這意味著，通過適當的軟件控制，Cell能夠應對多種類型的處理任務，并簡化設計的復雜性。