Kaj je Amdahlov zakon?

Amdahlov zakon je teorija, ki vključuje izvajanje algoritmov bodisi zaporedno ali vzporedno. Navaja, da so prednosti vzporednega izvajanja (to je hkratnega izvajanja več korakov) omejene z vsemi deli algoritma, ki jih je mogoče izvajati samo zaporedno (en korak naenkrat). Najpogostejša uporaba Amdahlovega zakona je pri vzporednem računanju, na primer na večjedrnih strojih.

V srcu je Amdahlov zakon matematična formula. V najpreprostejši obliki pravi, da je največje povečanje hitrosti, ki ga lahko dosežemo z vzporednostjo procesa, enako enemu, deljeno z deležem procesa, ki ga ni mogoče vzporediti, minus ena. Na primer, če je 80 % procesa mogoče vzporediti, potem ena, deljena s preostalimi 20 %, da pet; odvzeti enega listi štiri. To pomeni, da s takšnim vzporednim procesom teče štirikrat hitreje. Formula deluje tudi tam, kjer je mogoče vzporediti le manjšino procesa: če je mogoče vzporediti 12 %, je izračun ena, deljena z 88 %, kar je enako 1.136, minus ena, kar pomeni 13.6 % povečanje hitrosti.

Formulo je mogoče prilagoditi za uporabo v bolj zapletenih situacijah, kjer se različne stopnje procesa zaradi vzporednosti različno povečajo. To vključuje izdelavo številke za vsako stopnjo, ki je odstotek časa, namenjenega tej stopnji pred paralelizacijo, deljeno s povečanjem hitrosti, nato pa seštevanje teh številk, da dobimo skupno. Formula nato deli eno s to vsoto in od rezultata odšteje eno, kar daje skupno povečanje hitrosti.

Glavno področje, kjer se uporablja Amdahlov zakon, je vzporedno računalništvo. Tukaj več procesorjev dela na nalogi hkrati. To se ukvarja z eno od večjih pomanjkljivosti računalniških procesorjev, ki je, da delujejo zelo hitro, vendar lahko izvajajo le eno dejanje naenkrat. V nekaterih primerih lahko večjedrni procesor učinkovito izvaja vzporedno računanje, saj simulira več procesorjev.

Medtem ko nekateri ljudje trdijo, da je Amdahlov zakon zavajajoče ime in bi moral biti res “Amdahlov argument”, je ime besedna igra v zvezi z Moorovim zakonom. To je teorija, ki temelji na izjavi iz leta 1965 ustanovitelja Intela Gordona Moora. Napovedal je, da bo tehnologija napredovala, tako da se bo število tranzistorjev, ki se prilegajo integriranemu vezju, podvojilo vsaki dve leti, kar se je izkazalo za izjemno natančno.