Kas yra Amdahlio dėsnis?

Amdahlio dėsnis yra teorija, apimanti algoritmų vykdymą nuosekliai arba lygiagrečiai. Jame teigiama, kad lygiagrečio veikimo (ty kelių žingsnių atlikimo vienu metu) naudą riboja bet kurios algoritmo dalys, kurios gali būti vykdomos tik nuosekliai (vienu žingsniu). Dažniausiai Amdahlio dėsnis naudojamas lygiagrečiame skaičiavime, pavyzdžiui, kelių branduolių mašinose.

Iš esmės Amdahlio dėsnis yra matematinė formulė. Paprasčiausia forma sakoma, kad didžiausias greičio padidėjimas, kurį galima pasiekti lygiagretinant procesą, yra lygus vienam, padalytam iš proceso, kurio negalima lygiagretinti, proporcijos atėmus vieną. Pavyzdžiui, jei 80% proceso gali būti lygiagretinami, tai padalijus iš likusių 20% gaunamas penkis; atėmus vieną palieka keturis. Tai reiškia, kad lygiagretus tokiu būdu procesas vyksta keturis kartus greičiau. Formulė taip pat veikia ten, kur galima lygiagretinti tik nedidelę proceso dalį: jei galima lygiagretinti 12%, apskaičiavimas yra vienas padalintas iš 88%, o tai yra 1.136, atėmus vieną, o tai padidina greitį 13.6%.

Formulė gali būti pritaikyta naudoti sudėtingesnėse situacijose, kai skirtingi proceso etapai dėl lygiagretinimo įgauna skirtingą greičio padidėjimą. Tam reikia sudaryti kiekvieno etapo skaičių, kuris yra tam etapui skirto laiko procentas prieš lygiagretavimą, padalytas iš greičio padidėjimo, tada šiuos skaičius sudedamas, kad būtų gauta bendra suma. Tada formulė padalija vieną iš šios sumos ir iš rezultato atima vieną, o tai padidina bendrą greitį.

Pagrindinė sritis, kurioje naudojamas Amdahlio dėsnis, yra lygiagretusis skaičiavimas. Čia keli procesoriai vienu metu atlieka užduotį. Tai susiję su vienu iš pagrindinių kompiuterių procesorių trūkumų – jie veikia labai greitai, tačiau vienu metu gali atlikti tik vieną veiksmą. Kai kuriais atvejais kelių branduolių procesorius gali efektyviai atlikti lygiagretųjį skaičiavimą, nes imituoja kelis procesorius.

Nors kai kurie žmonės teigia, kad Amdahlio dėsnis yra klaidinantis pavadinimas ir iš tikrųjų turėtų būti „Amdahlio argumentas“, pavadinimas yra žodžių žaismas, susijęs su Moore’o įstatymu. Tai teorija, pagrįsta „Intel“ įkūrėjo Gordono Moore’o 1965 m. Jis prognozavo, kad technologijos pažengs taip, kad tranzistorių, montuojamų integrinėje grandinėje, skaičius padvigubės kas dvejus metus, o prognozė pasirodė labai tiksli.