Von Neumann flöskuhálsarnir hafa áhrif á gervigreind

Von Neumann flöskuhálsinn er eðlileg afleiðing þess að nota strætó til að flytja gögn á milli örgjörva, minnis, langtímageymslu og jaðartækja. Sama hversu hratt rútan vinnur verkefni sitt, að yfirgnæfa hana - það er að mynda flöskuháls sem dregur úr hraða - er alltaf mögulegt. Með tímanum heldur hraði örgjörva áfram að aukast á meðan minni og aðrar endurbætur á tækjum einbeita sér að þéttleika - getu til að geyma meira á minna plássi. Þar af leiðandi verður flöskuhálsinn meira vandamál með hverri endurbót, sem veldur því að örgjörvinn eyðir miklum tíma í að vera aðgerðalaus.

Með skynsemi geturðu sigrast á sumum vandamálunum sem umlykja Von Neumann flöskuhálsinn og framkallað litla, en áberandi, aukningu á umsóknarhraða. Hér eru algengustu lausnirnar:

• Skyndiminni: Þegar vandamál með að fá gögn úr minni nægilega hratt með Von Neumann arkitektúrnum komu í ljós, brugðust vélbúnaðarframleiðendur fljótt við með því að bæta við staðbundnu minni sem þurfti ekki aðgang að strætó. Þetta minni virðist utan við örgjörvann en sem hluti af örgjörvapakkanum. Háhraða skyndiminni er hins vegar dýrt, svo skyndiminnisstærðir hafa tilhneigingu til að vera litlar.
• Skyndiminni örgjörva: Því miður veita ytri skyndiminni enn ekki nægan hraða. Jafnvel að nota hraðskreiðasta vinnsluminni sem til er og að skera úr aðgangi að strætó fullkomlega uppfyllir ekki vinnslugetuþörf örgjörvans. Þar af leiðandi byrjuðu söluaðilar að bæta við innra minni - skyndiminni minni en ytra skyndiminni, en með enn hraðari aðgangi vegna þess að það er hluti af örgjörvanum.
• Forsótt: Vandamálið með skyndiminni er að þau reynast aðeins gagnleg þegar þau innihalda rétt gögn. Því miður reynast skyndiminnishits lítið í forritum sem nota mikið af gögnum og framkvæma margvísleg verkefni. Næsta skref í að láta örgjörva vinna hraðar er að giska á hvaða gögn forritið mun þurfa næst og hlaða þeim inn í skyndiminni áður en forritið krefst þess.
• Notkun sérhæfðar vinnsluminni: Þú getur grafið þig með RAM stafrófssúpu vegna þess að það eru fleiri tegundir af vinnsluminni en flestir ímynda sér. Hver tegund af vinnsluminni þykist leysa að minnsta kosti hluta af Von Neumann flöskuhálsvandanum og þau virka - innan marka. Í flestum tilfellum snúast endurbæturnar um þá hugmynd að ná gögnum úr minni og inn í strætó hraðar. Tveir meginþættir (og margir minniháttar) hafa áhrif á hraða: minnishraða (hversu hratt minnið flytur gögn) og leynd (hversu langan tíma það tekur að finna tiltekið gagnastykki). Lestu meira um minni og þá þætti sem hafa áhrif á það.

Eins og á mörgum öðrum sviðum tækninnar getur hype orðið vandamál. Til dæmis er margþráður, sú athöfn að skipta forriti eða öðrum leiðbeiningum í stakar framkvæmdaeiningar sem örgjörvinn ræður við eina í einu, oft talin leið til að sigrast á Von Neumann flöskuhálsinum, en það gerir það ekki í raun. eitthvað meira en að bæta við kostnaði (sem gerir vandamálið verra). Multithreading er svar við öðru vandamáli: að gera forritið skilvirkara. Þegar forrit bætir leynd vandamálum við Von Neumann flöskuhálsinn hægir á öllu kerfinu. Multithreading tryggir að örgjörvinn eyðir ekki enn meiri tíma í að bíða eftir notandanum eða forritinu, en hefur þess í stað eitthvað að gera allan tímann. Töf forrita getur átt sér stað með hvaða örgjörvaarkitektúr sem er, ekki bara Von Neumann arkitektúrinn. Jafnvel svo,