Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 23 стр.

   1 Совершенствование технологии производства ЭВМ («физический» путь) - повыше-
ние быстродействия логических элементов.
   2. Распараллеливание вычислений.
   3. Конвейеризация вычислений.
   4. Специализация вычислений.
   5. Аппаратная реализация сложных функций.
   Совершенствование технологии в основном направлено на уменьшение геометриче-
ских размеров, снижение потребляемой мощности и уменьшение времени переключения
логических вентилей. (В настоящее время геометрические размеры порядка 0.1 мкм, вре-
мя переключения - порядка 0.1нс). Но - этот путь ограничен физическими пределами.
                                                   Альтернативные           пути        -
                                               архитектурные (логические), и прежде
                                               всего - параллельные и конвейерные
                                               вычисления.      Параллелизм         можно
                                               определить       как         возможность
                                               одновременного     выполнения       разных
                                               математических       или      служебных
                                               операций.      Распараллеливание         -
                                               нахождение алгоритма решения задачи,
                                               использующего          параллелизм       и
                   Рис.2.1                     реализация этого алгоритма в ВС.
                                                   Параллельные        ВС      -      это
многопроцессорные ВС, в которых параллелизм используется для повышения производи-
тельности при решении задач за счет одновременного выполнения разных операций на
разных процессорах или обрабатывающих устройствах одного процессора..
   В идеальном случае для ВС из N процессоров производительность : PN = P0N, где P0 -
производительность одного процессора. Однако на практике ситуация зачастую оказыва-
ется иной.
   В литературе по ВС часто приводят зависимости ускорения в ВС от числа процессоров
в системе, приведенные на рис. 2.1. Наиболее оптимистичная оценка соответствует ожи-
даниям (ускорение в N раз), но встречается только для некоторых ВС (например, систоли-
ческого типа).Более пессимистические оценки Амдаля (N/(ln N)) и Минского (log2N) объ-
ясняются рядом обстоятельств.
   В частности, можно выделить три проблемы распараллеливания:
   1.        Распараллеливание алгоритма (математическая проблема).
   2.        Распараллеливание вычислительной структуры (архитектурная и схемотех-
                                   23