本书是一本通用GPU芯片为基础实现芯片设计的专业书籍。介绍了GPU的基础理论，GPGPU的软硬件架构，相关工具以及优化技术。以通用GPGPU芯片为基础平台进行展开，重点深入了芯片的架构设计原理，架构设计理念和程序优化技术，同时以结合AI应用展现性能优势和特有价值。通过本书，使读者能系统了解体系结构理论，促进GPGPU芯片架构设计的兴趣与学习，不断了解GPGPU芯片技术的新发展，新技术。本书是国内首部关于GPGPU芯片架构设计系统性介绍的教材，兼顾理论基础及实现应用，广采而精取，层层揭开GPGPU芯片原理。本书可作为高等院校、科研机构等相关单位从事理论教学或者计算机学科进行科学研究的科学家、工程师的参考书籍，也可作为高年级本科生和研究生的学习参考书籍。

景乃锋，上海交通大学电子信息学院副研究员。博士毕业于上海交通大学。研究方向包括：高性能及高可靠性计算机系统与结构，数字电路及计算机辅助设计等。

前言 随着人工智能的飞速发展，现代信息社会中数据就是生产要素，算力就是生产力。如何构筑未来大算力的基础设施，满足人们对通用大算力无止境的追求，成为促进人工智能和信息产业持续健康发展的重要因素。 在当前众多算力芯片的不同形态中，源于图形处理器的通用图形处理器(General Purpose Graphics Processing Unit，GPGPU)脱颖而出，在众多行业和多个领域中得到了充分的验证，广泛赋能图形/游戏、高性能计算、人工智能、数字货币及多种行业应用的大数据处理。得益于其大算力和高度可编程特性，GPGPU作为一种通用加速器已经成为未来算力建设的基础性器件。正值本书撰稿之时，在人工智能、算力基建和中美博弈等多种因素的推动下，国内GPGPU行业发展和创业热潮也正呈现出前所未有的热度。 然而，相比于利用GPGPU进行应用开发在国内的普及程度，GPGPU的体系结构和芯片设计等核心关键技术仍然垄断在国外少数芯片厂商手中，我们与国外相比仍然存在较大差距。这依然是我国高端通用处理器芯片产业发展必须突破的短板。 遗憾的是，截至目前，国内还没有一本合适的教材能够帮助体系结构设计人员、芯片设计人员及GPGPU编程人员深入理解GPGPU体系结构的内涵和硬件设计的奥秘。即便在国际范围内，相关的专业书籍也并不多见。而且，GPGPU的历史并不长。人们对GPGPU的了解并没有像通用处理器CPU那样深入，也没有达到深度学习专用加速器近年来高涨的热度。这导致无论GPGPU的产业发展还是学术研究都面临着较高的门槛。 不积跬步，无以至千里。我们尝试着去填补这个空白，迈出深入GP...