プログラミング

パタヘネ本を読んだ！

諸事情でパタヘネ本こと「コンピュータの構成と設計」(第5版)を読むことになりました。アウトプットしないと生きられない人間なので記事にしました。

2023年4月20日 • 2 min read

コンピュータ・アーキテクチャにおける8つの主要なアイデア

この本では度々出てくる8つ。

地道な努力で成り立ってるんだなと……僭越ながら感じました。

条件分岐を不成立と予測して先にその次の命令を実行するみたいな、そんな地道な努力によりこの世界は成り立ってるんですよ！

キロバイトやメガバイトは馴染み深いですが、あれってコンピュータ上では1024で桁が上がるのにカタログ表記は1000で桁が上がるのでややこしいですよね。

ここに登場するのがキビバイトで、これは 1024で桁が上がります。

(バイトは省略しますが)10³, 10⁶, 10⁹と上がっていくのがキロ、メガ、ギガに対して、2¹⁰, 2²⁰, 2³⁰と上がっていくのがキビ、メビ、ギビです。

前者が1KB, 1MB, 1GBと書くのに対して後者は1KiB, 1MiB, 1GiBのように書きます。

ネットワーク界隈で8ビットを1バイトでなく1オクテットと言うのと同じ空気を感じます。

Intel8086を発端とするx86の歴史はすごいと感じました。

命令追加され過ぎでは……CISCなんて次元じゃないですよ……

最近話題のArmですが、32bit時代と64bit時代(v8~)ではガラリと違います。

32bit時代のv7では条件付き実行フィールドがあったり、PCがレジスタだったりしたのですが、そういった過去の遺産を取っ払って刷新したのが64bit版のArmv8です。
互換性を捨てて良くするというのはx86と対極的でおもしろい話です。

互換性問題はWebをやってる身としても難しい問題ですよね……

1は例えば全ての命令サイズを1語にするみたいな感じです。MIPSアーキテクチャではR形式やI形式、J形式といった具合でオペランドの数は命令によって違うのですが、どの命令でも1語です。

プログラムの設計技法にあるクリーンアーキテクチャと似た空気を感じます。世の中は大は小を兼ねるなんて言いますが、小さいが正義です。

コア数を倍にすれば気合でなんとかしても処理時間は倍にならなくて、やさしくない世界だと感じました。

パイプライン処理にしても色々なハザードが起きるし、データ競合を防ぐためにRDBのように排他制御が必要だし……血と涙の結晶によりメニーコア時代を快適に過ごせているのだと感じさせられました。

私はプログラミングは多少できてもコンピュータサイエンスは学部レベルの知識しかないです。

この本を読んで、企業でするプログラミングと低レイヤは似ているなと感じました。
ちょっとした小さな違いが極めて大きな影響を与えたり、過去の遺産との向き合い方が大変な課題だったり……

私はすぐ役立たないことの学習が苦手なのですが、低レイヤの部分は普段やっている作業と共通点を様々に見出だせておもしろいと感じました。