{"id":994,"date":"2011-08-29T08:55:39","date_gmt":"2011-08-29T06:55:39","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=994"},"modified":"2013-02-11T18:06:16","modified_gmt":"2013-02-11T17:06:16","slug":"zastosowanie-prawa-amdahla","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2011\/08\/29\/zastosowanie-prawa-amdahla\/","title":{"rendered":"Zastosowanie prawa Amdahla"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

Prawo Amdahla m\u00f3wi o tym, jak bardzo mo\u017cna przyspieszy\u0107 wykonywanie procedury obliczeniowej dzi\u0119ki zastosowaniu oblicze\u0144 r\u00f3wnoleg\u0142ych, na przyk\u0142ad na klastrze albo dzi\u0119ki wykorzystaniu procesora wielordzeniowego.<\/p>\n

Najpro\u015bciej jest wyja\u015bni\u0107 spraw\u0119 na przyk\u0142adzie. Wyobra\u017amy sobie, \u017ce mamy do wykonania zadanie, kt\u00f3re w sumie wymaga 100 godzin pracy pojedynczego procesora. Z tych 100 godzin 5 nie mo\u017ce zosta\u0107 zr\u00f3wnoleglonych – to obliczenia z\u0142o\u017cone z ogromnej liczby krok\u00f3w o takim charakterze, \u017ce trzeba je wykonywa\u0107 po kolei i \u017ce rozpocz\u0105\u0107 kolejny krok mo\u017cna tylko po zako\u0144czeniu wszystkich poprzednich. Pozosta\u0142e 95 godzin to obliczenia potencjalnie nadaj\u0105ce si\u0119 do rozdzielenia na wiele procesor\u00f3w i wykonywania jednocze\u015bnie.<\/p>\n

<\/p>\n

Prawo Amdahla orzeka, \u017ce stosuj\u0105c nawet dowolnie zaawansowane techniki oblicze\u0144 r\u00f3wnoleg\u0142ych, klastry z\u0142o\u017cone z tysi\u0119cy procesor\u00f3w, nie wiem jak szybkie sieci przesy\u0142u danych, \u00a0nie osi\u0105gniemy wi\u0119cej ni\u017c 20-krotne przyspieszenie obliczenia naszego zadania. (Zaraz mi si\u0119 przypomnia\u0142o Tuwima „Lecz cho\u0107by przysz\u0142o tysi\u0105c atlet\u00f3w\/ I ka\u017cdy zjad\u0142by tysi\u0105c kotlet\u00f3w,\/ I ka\u017cdy nie wiem jak si\u0119 wyt\u0119\u017ca\u0142,\/ To nie ud\u017awign\u0105, taki to ci\u0119\u017car.”)<\/p>\n

Rzecz ca\u0142a opiera si\u0119 na banalnej obserwacji, \u017ce tych kluczowych 5 godzin oblicze\u0144 „krok po kroku” (naukowo m\u00f3wi\u0105c, sekwencyjnych) nie da si\u0119 pomin\u0105\u0107 ani przyspieszy\u0107, wi\u0119c ca\u0142o\u015b\u0107 b\u0119dzie trwa\u0107 co najmniej 5 godzin, to jest co najmniej 1\/20 tych wyj\u015bciowych 100 godzin.<\/p>\n

Nowatorskie zastosowanie prawa Amdahla znalaz\u0142 Urz\u0105d Zam\u00f3wie\u0144 Publicznych. W swoim oficjalnym dokumencie „UDZIELANIE ZAM\u00d3WIE\u0143 PUBLICZNYCH NA DOSTAW\u0118 ZESTAW\u00d3W KOMPUTEROWYCH. REKOMENDACJE<\/a>” z roku 2010 napisa\u0142<\/p>\n

„zgodnie z prawem Amdahla, przyspieszenie wykonania oblicze\u0144 poprzez
\nich zr\u00f3wnoleglenie ma swoje granice. Gdyby w przysz\u0142o\u015bci kt\u00f3ry\u015b z producent\u00f3w procesor\u00f3w stwierdzi\u0142, \u017ce dalsze zwi\u0119kszanie liczby rdzeni w procesorach przeznaczonych dla zwyk\u0142ych u\u017cytkownik\u00f3w nie zwi\u0119ksza wydajno\u015bci zestawu, w\u00f3wczas specyfikacje wskazuj\u0105ce wymagan\u0105 liczb\u0119 rdzeni mog\u0105 narusza\u0107 zasady wolnej konkurencji poprzez wskazywanie na produkty jednego producenta […]”<\/p>\n

Nast\u0119pnie na podstawie tej argumentacji zabroni\u0142 przy rozpisywaniu zam\u00f3wie\u0144 publicznych na dostaw\u0119 komputer\u00f3w wpisywania do specyfikacji liczby rdzeni i w\u0105tk\u00f3w obs\u0142ugiwanych przez procesor kupowanej maszyny. Zderzy\u0142em si\u0119 z tym problemem zamawiaj\u0105c komputer ze \u015bwie\u017co mi przyznanego grantu.<\/p>\n

Powo\u0142anie si\u0119 na Amdahla jest wykr\u0119tem, s\u0105 liczne przyk\u0142ady powszechnie spotykanych zada\u0144 obliczeniowych, w kt\u00f3rych cz\u0119\u015b\u0107 sekwencyjna stanowi ca\u0142kowicie zaniedbywan\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 ca\u0142o\u015bci. S\u0105 to na przyk\u0142ad wyliczenia zapyta\u0144 w relacyjnych bazach danych. W ich wypadku im wi\u0119cej rdzeni i w\u0105tk\u00f3w tym szybciej, a ograniczenia zwi\u0105zane z prawem Amdahla s\u0105 niezauwa\u017calne przy aktualnie dost\u0119pnych na rynku procesorach (i niepr\u0119dko dadz\u0105 si\u0119 zauwa\u017cy\u0107).
\nNo ale c\u00f3\u017c, prawo stanowione to nie matematyka, obalenie argumentacji Urz\u0119du nie powoduje, \u017ce mo\u017cna zignorowa\u0107 jego nakazy i zakazy.<\/p>\n

Jerzy Tyszkiewicz<\/strong><\/p>\n

Na zdj\u0119ciu – J. M. Szancer, „Lokomotywa”, Julian Tuwim, 1954 (fot. 50 Watts, formerly A Journey Round My<\/a>, Flickr, CC BY 2.0<\/span>)<\/em><\/p>\n

P.S. Lektura „Rekomendacji” w og\u00f3le jest ciekawa, \u00a0w r\u00f3\u017cnych dziwnych zakazach Urz\u0119du wida\u0107 \u015blady technik stosowanych dawniej przez jednostki zmuszone do kupowania komputer\u00f3w w trybie zam\u00f3wie\u0144 publicznych, kt\u00f3re stara\u0142y si\u0119 jak mog\u0142y, aby kupi\u0107 sprz\u0119t sensownej jako\u015bci, a nie najta\u0144sze sk\u0142adaki.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Prawo Amdahla m\u00f3wi o tym, jak bardzo mo\u017cna przyspieszy\u0107 wykonywanie procedury obliczeniowej dzi\u0119ki zastosowaniu oblicze\u0144 r\u00f3wnoleg\u0142ych, na przyk\u0142ad na klastrze albo dzi\u0119ki wykorzystaniu procesora wielordzeniowego. Najpro\u015bciej jest wyja\u015bni\u0107 spraw\u0119 na przyk\u0142adzie. Wyobra\u017amy sobie, \u017ce mamy do wykonania zadanie, kt\u00f3re w sumie wymaga 100 godzin pracy pojedynczego procesora. Z tych 100 godzin 5 nie mo\u017ce zosta\u0107 […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[60,5,30,28],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/994"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=994"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/994\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2116,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/994\/revisions\/2116"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=994"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=994"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=994"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}