Τα σημεία συμφόρησης Von Neumann επηρεάζουν την τεχνητή νοημοσύνη

Η συμφόρηση Von Neumann είναι ένα φυσικό αποτέλεσμα της χρήσης ενός διαύλου για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή, της μνήμης, της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης και των περιφερειακών συσκευών. Ανεξάρτητα από το πόσο γρήγορα εκτελεί το λεωφορείο το έργο του, η συντριβή του —δηλαδή, ο σχηματισμός ενός σημείου συμφόρησης που μειώνει την ταχύτητα — είναι πάντα δυνατό. Με την πάροδο του χρόνου, οι ταχύτητες του επεξεργαστή συνεχίζουν να αυξάνονται, ενώ οι βελτιώσεις της μνήμης και άλλων συσκευών εστιάζουν στην πυκνότητα - τη δυνατότητα αποθήκευσης περισσότερων σε λιγότερο χώρο. Κατά συνέπεια, το σημείο συμφόρησης γίνεται περισσότερο πρόβλημα με κάθε βελτίωση, με αποτέλεσμα ο επεξεργαστής να περνά πολύ χρόνο σε αδράνεια.

Εντός λογικής, μπορείτε να ξεπεράσετε ορισμένα από τα ζητήματα που περιβάλλουν το σημείο συμφόρησης του Von Neumann και να δημιουργήσετε μικρές, αλλά αισθητές, αυξήσεις στην ταχύτητα εφαρμογής. Εδώ είναι οι πιο κοινές λύσεις:

• Προσωρινή αποθήκευση: Όταν έγιναν εμφανή τα προβλήματα με τη λήψη δεδομένων από τη μνήμη αρκετά γρήγορα με την Αρχιτεκτονική Von Neumann, οι προμηθευτές υλικού απάντησαν γρήγορα προσθέτοντας τοπική μνήμη που δεν απαιτούσε πρόσβαση διαύλου. Αυτή η μνήμη εμφανίζεται εξωτερικά του επεξεργαστή αλλά ως μέρος του πακέτου του επεξεργαστή. Ωστόσο, η κρυφή μνήμη υψηλής ταχύτητας είναι ακριβή, επομένως τα μεγέθη της κρυφής μνήμης τείνουν να είναι μικρά.
• Προσωρινή αποθήκευση επεξεργαστή: Δυστυχώς, οι εξωτερικές κρυφές μνήμες εξακολουθούν να μην παρέχουν αρκετή ταχύτητα. Ακόμη και η χρήση της ταχύτερης διαθέσιμης μνήμης RAM και η πλήρης διακοπή της πρόσβασης του διαύλου δεν ανταποκρίνεται στις ανάγκες ικανότητας επεξεργασίας του επεξεργαστή. Κατά συνέπεια, οι προμηθευτές άρχισαν να προσθέτουν εσωτερική μνήμη — μια κρυφή μνήμη μικρότερη από την εξωτερική κρυφή μνήμη, αλλά με ακόμη ταχύτερη πρόσβαση, επειδή είναι μέρος του επεξεργαστή.
• Προανάκτηση: Το πρόβλημα με τις κρυφές μνήμες είναι ότι αποδεικνύονται χρήσιμες μόνο όταν περιέχουν τα σωστά δεδομένα. Δυστυχώς, οι επισκέψεις στην προσωρινή μνήμη αποδεικνύονται χαμηλές σε εφαρμογές που χρησιμοποιούν πολλά δεδομένα και εκτελούν μεγάλη ποικιλία εργασιών. Το επόμενο βήμα για να κάνετε τους επεξεργαστές να λειτουργούν γρηγορότερα είναι να μαντέψετε ποια δεδομένα θα απαιτήσει η εφαρμογή στη συνέχεια και να τα φορτώσετε στην προσωρινή μνήμη προτού τα απαιτήσει η εφαρμογή.
• Χρήση ειδικής μνήμης RAM: Μπορείτε να θαφτείτε από τη σούπα αλφαβήτου RAM επειδή υπάρχουν περισσότερα είδη RAM από ό,τι φαντάζονται οι περισσότεροι. Κάθε είδος μνήμης RAM υποτίθεται ότι λύνει τουλάχιστον μέρος του προβλήματος συμφόρησης του Von Neumann και λειτουργεί - εντός ορίων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι βελτιώσεις περιστρέφονται γύρω από την ιδέα της ταχύτερης λήψης δεδομένων από τη μνήμη και στο δίαυλο. Δύο κύριοι (και πολλοί δευτερεύοντες) παράγοντες επηρεάζουν την ταχύτητα: η ταχύτητα μνήμης (πόσο γρήγορα η μνήμη μετακινεί τα δεδομένα) και η καθυστέρηση (πόσος χρόνος χρειάζεται για να εντοπιστεί ένα συγκεκριμένο κομμάτι δεδομένων). Διαβάστε περισσότερα για τη μνήμη και τους παράγοντες που την επηρεάζουν.

Όπως συμβαίνει με πολλούς άλλους τομείς της τεχνολογίας, η διαφημιστική εκστρατεία μπορεί να γίνει πρόβλημα. Για παράδειγμα, το multithreading, η πράξη της διάσπασης μιας εφαρμογής ή άλλου συνόλου εντολών σε διακριτές μονάδες εκτέλεσης που μπορεί να χειριστεί ο επεξεργαστής μία κάθε φορά, συχνά διαφημίζεται ως μέσο για να ξεπεραστεί η συμφόρηση του Von Neumann, αλλά στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει. οτιδήποτε περισσότερο από την προσθήκη γενικών εξόδων (κάνοντας το πρόβλημα χειρότερο). Το Multithreading είναι μια απάντηση σε ένα άλλο πρόβλημα: να κάνουμε την εφαρμογή πιο αποτελεσματική. Όταν μια εφαρμογή προσθέτει ζητήματα λανθάνοντος χρόνου στο σημείο συμφόρησης Von Neumann, ολόκληρο το σύστημα επιβραδύνεται. Το Multithreading διασφαλίζει ότι ο επεξεργαστής δεν χάνει ακόμη περισσότερο χρόνο περιμένοντας τον χρήστη ή την εφαρμογή, αλλά έχει κάτι να κάνει συνεχώς. Η καθυστέρηση της εφαρμογής μπορεί να προκύψει με οποιαδήποτε αρχιτεκτονική επεξεργαστή, όχι μόνο με την αρχιτεκτονική Von Neumann. Ακόμα και έτσι,