Amdahl定律以及該定律在多核時代的影響

 

Amdahl定律 不可並行計算的存在是很重要的,因爲它將限制並行化的潛在好處。阿姆達爾定律指明如果一個計算的1/S本質上是順序的,那麼最大的性能改進將受限於因數S。其論證如下,一個並行計算的執行時間TP將是順序部分計算時間和可並行化部分計算時間兩者的和。如果該計算順序地執行需要花費的時間是TS,則當有P個處理器時,TP可表示爲S=n/[1+(n-1)f]
 
Amdahl定律描述的一個關鍵事實是它只適用於計算的一種場合,即施行並行化後計算中的順序部分將佔據執行時間的主要部分。阿姆達爾定律是在固定應用規模的前提下考慮並行性增長的影響。但大多數並行計算則是固定並行性而擴展應用的規模。在這種情況下,隨着所考慮規模的增加,順序代碼所佔的比例就越來越小。所以,將問題規模翻倍後,順序部分的增長几乎可以忽略,從而使得求解問題有更多的部分可以並行執行。
概括地講,阿姆達爾定律並不否定並行計算的價值。相反,它提醒我們要想達到並行性能就必須考慮整個程序。
 
Amdahl定律在多核時代的影響
        隨着科學技術的發展,多核心處理器已成爲現今處理器發展的潮流。提高處理器性能的方法有許多,其中主要有提高頻率與增加核心數量等。提高頻率在現有條件下已經比較困難且不經濟,增加核心數量之路又能走多遠。加速比是衡量系統性能提升的一個重要指標,Amdahl定律便是其中之一。在Amdahl定律的範圍內(且不考慮包括通訊開銷等在內的並行開銷),通過對單一核心提高頻率和增加核心數量兩個方面的討論可以得出:在可並行執行部分的執行時間佔總執行時間的比例f=0.5時,提高單一核心頻率與增加核心所得加速比相同;當f0.5時,提高單一核心頻率可比增加核心數量獲得更大加速比;當f0.5時,增加核心數量獲得的加速比更大些。因此,在覈心數量增加到一定程度時,通過提高單一核心的頻率可獲得更高加速比,也可能是更經濟有效的方案。

 

 

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