Awdahl定律

本文探讨了多核处理器产生的背景,指出随着CPU主频提升遇到物理极限,多核成为提升计算能力的解决方案。多核处理器通过集成多个运算核心,优化内存访问和中断处理,提高了并行处理能力。然而,阿姆达尔定律揭示了多核性能提升的限制因素,强调了软件设计的重要性。文章还讨论了多核的发展趋势、对软件设计的挑战以及性能优化策略。

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Awdahl描述:系统中某部件由于采用某种方式使系统性能改进后,整个系统性能的提高与该方式的使用频率或占总的执行时间的比例有关。

主要应用:改善“系统瓶颈”性能。

Amdahl定律定义了加速比:

加速比=采用改进措施后性能/未采用改进措施前的性能

=未采用改进措施前执行某任务时间/采用改进措施后执行某任务的时间

n个处理器加速因子S=n/[1+(n-1)f]:f为非平行百分比,n越大,S不能超过1/f

概括地讲,阿姆达尔定律并不否定并行计算的价值。相反,它提醒我们要想达到并行性能就必须考虑整个程序。

而对于不熟悉计算机的读者来说,可以用一下比较恰当的比喻使读者能够更加清楚的理解这个定律:一个人从A到B需要走一个确定的路程,为60公里。但他在前30公里的速度为20km/h,所以无论他在后半程怎么加速,整个行程的平均速度也达不到60km/h。

        在过去的很多年里,软件性能的提升很大程度上源自处理器速度的增长。软件工程师面对客户抱怨说软件运行得太慢的通常回答是:升级你的系统。
然而现在由于处理器速度逐渐逼近物理极限,继续提高处理器的时钟速度会导致发热量显著增加,甚至核心熔化。江郎才尽的硬件工程师想出了一个能保住自己饭碗的办法:既然不能提高单个核心的速度,那就在一个处理器里面封装多个核心。于是我们进入了多核处理器的时代。
今天,随着多核处理器的发展,计算领域正在发生具有革命性影响的转变。

一、多核处理器的产生

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