Γιατί διπλασιάζεται η ταχύτητα του επεξεργαστή του συστήματος δεν έχει ως αποτέλεσμα την απόδοση;

Έχετε δίκιο, ο διπλασιασμός της ταχύτητας του επεξεργαστή δεν οδηγεί πάντοτε σε αναλογική αύξηση της απόδοσης. Εδώ είναι γιατί:

1. Ο νόμος του Amdahl: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η επιτάχυνση ενός προγράμματος λόγω βελτιωμένης απόδοσης ενός συγκεκριμένου στοιχείου περιορίζεται από το κλάσμα του προγράμματος που μπορεί να χρησιμοποιήσει τη βελτίωση.

Παράδειγμα: Εάν ένα πρόγραμμα ξοδεύει το 80% του χρόνου του σε υπολογισμούς που μπορούν να επιταχυνθούν από έναν νέο επεξεργαστή και το 20% στις εργασίες I/O που δεν μπορούν να επιταχυνθούν, ο διπλασιασμός της ταχύτητας του επεξεργαστή θα οδηγήσει σε βελτίωση απόδοσης 20% μόνο 20% (Επειδή το 80% είναι ήδη πλήρως βελτιστοποιημένο).

2. Συμφόρηση: Συχνά, η απόδοση περιορίζεται από άλλους παράγοντες από την ταχύτητα του επεξεργαστή, όπως:

* Bandwidth μνήμης: Εάν ο επεξεργαστής μπορεί να επεξεργαστεί τα δεδομένα γρηγορότερα από τη μνήμη μπορεί να το παράσχει, η απόδοση θα συμφωνεί με πρόσβαση στη μνήμη.

* ταχύτητες I/O: Οι αργές μονάδες αποθήκευσης ή οι συνδέσεις δικτύου μπορούν να περιορίσουν πόσο γρήγορα μπορούν να φορτωθούν ή να σταλούν τα δεδομένα.

* Σχεδιασμός λογισμικού: Οι κακώς βελτιστοποιημένοι κώδικες ή οι αναποτελεσματικοί αλγόριθμοι μπορούν να είναι σημαντικές συμφόρησης απόδοσης.

3. Αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και θερμότητα: Η ταχύτητα διπλασιασμού του επεξεργαστή οδηγεί γενικά σε υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας και παραγωγή θερμότητας. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όπως ο στραγγαλισμός (μείωση της απόδοσης για την πρόληψη της υπερθέρμανσης) και τη διάρκεια ζωής των συντομότερων εξαρτημάτων.

4. Μειωμένες επιστροφές: Καθώς οι ταχύτητες του επεξεργαστή αυξάνονται, τα κέρδη απόδοσης για πολλά καθήκοντα τείνουν να μειώνουν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι άλλοι παράγοντες, όπως η καθυστέρηση της μνήμης ή η πολυπλοκότητα του προγράμματος, γίνονται όλο και πιο κυρίαρχοι.

5. Εξάρτηση εργασίας: Πολλές εργασίες βασίζονται σε άλλες διαδικασίες ή εξαρτήματα. Για παράδειγμα, η απόδοση του προγράμματος περιήγησης ιστού μπορεί να περιοριστεί από την ταχύτητα του διακομιστή ιστού στον οποίο είναι συνδεδεμένο, όχι μόνο από τον τοπικό επεξεργαστή.

Συνοπτικά:

* Η ταχύτητα διπλασιασμού του επεξεργαστή μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές βελτιώσεις απόδοσης, αλλά όχι πάντα αναλογικά.

* Άλλοι παράγοντες όπως το εύρος ζώνης μνήμης, οι ταχύτητες I/O και ο σχεδιασμός λογισμικού διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό της συνολικής απόδοσης.

* Είναι σημαντικό να εντοπίσετε και να αντιμετωπίσετε τα σημεία συμφόρησης για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης, αντί να εστιάζετε απλώς στην ταχύτητα του επεξεργαστή.