Amdahl定律与多核时代

 Amdahl定律是计算机科学中的一个重要定律。

指的是：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

阿姆达尔定律 不可并行计算的存在是很重要的，因为它将限制并行化的潜在好处。阿姆达尔定律指明如果一个计算的1/S本质上是顺序的，那么最大的性能改进将受限于因数S。其论证如下，一个并行计算的执行时间TP将是顺序部分计算时间和可并行化部分计算时间两者的和。如果该计算顺序地执行需要花费的时间是TS，则当有P个处理器时，TP可表示为S=n/[1+(n-1)f]

多核CPU就是 基板 上集成有多个单核CPU，早期PD双核需要北桥来控制分配任务，核心之间存在抢 二级缓存 的

情况， 后期 酷睿 自己集成了任务分配系统，再搭配 操作系统 就能真正同时开工，2个核心同时处理2“份”任务，速度快了，万一1个核心 死机 ，起码另一个U还可以继续处理关机、关闭软件等任务。

多核处理器代表了计算技术的一次创新。由于数字数据和互联网的全球化，商业和消费者开始要求多核处理器带来性能改进，这个重要创新就开始了；因为多核处理器比 单核处理器 具有性能和效率优势，多核处理器将会成为被广泛采用的计算模型。在驱动pc安全性和 虚拟化技术 的重大进程过程中，多核处理器扮演着中心作用，这些安全性和虚拟化技术的开发用于为商业计算市场提供更大的安全性、更好的资源利用率、创造更大价值。普通消费者用户也期望得到前所未有的性能，这将极大地扩展其家庭pc和数字媒体计算系统的使用。多核处理器具有不增加 功耗 而提高性能的好处，实现更大的性能/能耗比。

 

随着技术的发展,多核心处理器已成为现今处理器发展的潮流.提高处理器性能的方法有许多,其中主要有提高频率与增加核心数量等.提高频率在现有条件下已经比较困难且不经济,增加核心数量之路又能走多远.加速比是衡量系统性能提升的一个重要指标,Amdahl定律便是其中之一.在Amdahl定律的范围内(且不考虑包括通讯开销等在内的并行开销),通过对单一核心提高频率和增加核心数量两个方面的讨论可以得出:在可并行执行部分的执行时间占总执行时间的比例f=0.5时,提高单一核心频率与增加核心所得加速比相同;当f<0.5时,提高单一核心频率可比增加核心数量获得更大加速比;当f>0.5时,增加核心数量获得的加速比更大些.因此,在核心数量增加到一定程度时,通过提高单一核心的频率可获得更高加速比,也可能是更经济有效的方案。