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序

随着数字经济和数字社会的快速发展，高算力芯片已经成为人们生活中不可或缺的技术，CPU作为通用型算力技术，是绝大部分高算力平台的核心和基石。可以毫不夸张地说，高性能CPU是整个集成电路产业最核心的技术和产品之一，对半导体产业和基于半导体技术的高科技产业具有关键的引领和决定性作用。人们生活中常用的手机、平板计算机、台式计算机、电视机、机顶盒等消费类产品，各行各业应用的服务器、主机、电信设备等企业级产品，汽车、高铁、飞机等各类生活中常用的设备和工具，无不依赖高端CPU；而且随着物联网、车联网、人工智能、元宇宙等新兴计算领域的不断兴起，高端CPU的市场规模和影响力仍在不断扩大。

发展自主知识产权、掌握核心技术已经成为我国集成电路产业发展的共识。近年来，在国家各项政策的大力扶持和从业人员的努力工作下，芯片自给率不断提升，但仍迫切需要全方位提升高端CPU领域从硬件设计到生态建设的能力，一方面对高端CPU的技术持续进行消化吸收和自主创新，另一方面推进相应的软硬件生态建设和国产自主可控产品的开发。

一个完整体系的建设通常需要产、学、研相结合。当前，加快高性能CPU设计的人才培养迫在眉睫。应对这个挑战的过程伴随着我国工业界高性能CPU设计领域的发展积累以及高校中计算机体系结构乃至于整个超大规模集成电路设计课程体系的建设和相关研究的开展。高性能CPU设计的人才梯队培养需要与工业界实用前沿技术实践紧密结合，工业界的自主研发和创新同样也需要与高校以及研究机构通力合作。高性能CPU研发是个需要长期积累的过程，接受过完整的学科体系训练并且经历过高性能CPU设计全流程的从业人员的加入能够更好地促进产业的发展。同时，在交付设计的过程中，从业人员也应当对自己的工作进行思考和总结归纳，与更多人分享经验。

超标量作为当前高性能CPU的主要设计方法，是高性能CPU设计人员必须掌握的技术。本书是业界资深工程师基于自身的经验，对高性能CPU微架构设计进行的系统剖析，有助于业界同行交流以及帮助对CPU设计感兴趣的读者系统性地认识CPU微架构。本书结构清晰严谨，内容文脉相承贯通，章节划分和衔接严格按照超标量CPU的内部结构组织。各章节内容有张有弛，基本概念简明扼要，详细设计清晰到位，并配有经典商用产品的剖析，有较强的学习和参考价值。总体上，本书从实用性角度完整地描述了超标量CPU设计的基本原理和方法，可以帮助读者对高性能超标量CPU设计实践有一个完整的了解。

张立新

北京数渡信息科技有限公司CEO