Несоответствие между пропускной способностью шины и пропускной способностью ЦП и их влияние на последовательные и параллельные вычисления

В чем разница между пропускной способностью шины и пропускной способностью процессора? Как это негативно влияет на последовательные вычисления? Как это негативно влияет на параллельные вычисления?


person user2871354    schedule 02.12.2013    source источник


Ответы (1)


Если ваш процессор может получить доступ к своему кешу с шагом 1 нс, но вашей памяти требуется 60 нс для доставки случайного слова памяти, в какой-то момент ваш процессор будет считывать память в 60 раз медленнее, чем кеш. Если вы обрабатываете много данных, вы можете увидеть огромное замедление даже для последовательных программ.

Если у вас есть несколько процессоров, они в совокупности будут иметь более высокую потребность в пропускной способности шины. Представьте себе шину последовательного доступа с 64 центральными процессорами, пытающимися читать из нее: в любой момент только один из них преуспевает. Следствием этого является то, что в такой системе трудно получить параллелизм 64, если только каждый процессор не остается полностью в своем кеше.

person Ira Baxter    schedule 02.12.2013
comment
Возникает ли 60-кратное снижение скорости только тогда, когда определенное слово памяти отсутствует в кеше и его нужно доставить в кеш? - person user2871354; 03.12.2013
comment
Да. Дело в том, что если ваш процессор выполняет достаточно работы, кэш не может вместить все данные, поэтому в конечном итоге они должны выйти за пределы кеша, и вы должны принять на себя удар. - person Ira Baxter; 03.12.2013
comment
... есть некоторые алгоритмы, которые считывают память последовательно (или с известными шагами), и в этом случае система ЦП/памяти может организовать доставку данных последовательно или шагами до того, как они будут запрошены; это может помочь сохранить пропускную способность. Большинству алгоритмов не так повезло, и вам все еще нужно достаточно шин для питания 64 процессоров, если у вас их 64. - person Ira Baxter; 03.12.2013