Τι κάνει ο Η/Υ όσο περιμένετε;

Ο κύριος Gustavo Duarte, έγραψε ένα πολύ ενδιαφέρον άρθρο για την αρχιτεκτονική των σύγχρονων (intel core 2 duo) υπολογιστών. Αν δεν θέλετε να το διαβάσετε, δείτε τουλάχιστον το καταπληκτικό σχήμα. Ο βασικός του σκοπός είναι να δείξει τι καθυστερεί την εκτέλεση των προγραμμάτων και γι’ αυτό έκανε κάτι πολύ ωραίο. Έβαλε σε κάθε μονάδα επεξεργασίας και μεταφοράς δεδομένων τους πραγματικούς χρόνους. Οι περισσότεροι χρήστες δεν είναι σε θέση να ασχοληθούν με τα GHz και τα Gbps, απλά έχουν σαν βασικό κανόνα ότι το μεγαλύτερο νούμερο σημαίνει και καλύτερο προϊόν. Προφανώς αυτό είναι λάθος και το εκμεταλλεύονται οι εταιρείες συνέχεια, αλλά δεν είναι εύκολο να αλλάξει. Θέλω όμως να τονίσω κάτι άλλο που συναρπάζει συνέχεια ακόμα και αυτούς που ξέρουν 5-6 ακρωνύμια παραπάνω. Την απίστευτη ισχύ των σύγχρονων κυκλωμάτων. Όπως πολύ ωραία αναφέρει το άρθρο, ένας επεξεργαστής με ρολόι 3GHz εκτελεί μια στοιχειώδη εντολή (πχ την ακέραια διαίρεση ενός 18ψήφιου αριθμού με το 2) σε 0,00000000033sec! Αυτός είναι ο χρόνος που το φως ταξιδεύει περίπου 10cm. Επίσης σκεφτείτε ότι οι σύγχρονοι επεξεργαστές έχουν 4 πυρήνες. Δηλαδή 4 (σύντομα 8, 16,…) τέτοιες παράλληλες πράξεις στον ίδιο χρόνο. Κάθε φορά που το σκέφτομαι…

Γιατί όμως οι υπολογιστές εξακολουθούν να αργούν τόσο πολύ μερικές φορές; Στα σχήματα του Gustavo φαίνεται ξεκάθαρα. Το πρόβλημα είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να φτάσουν οι πληροφορίες από το μέσο αποθήκευσης/εισόδου (μνήμη, δίσκος κλπ) όπου βρίσκονται στον επεξεργαστή και πάλι πίσω σε κάποιο άλλο μέσο αποθήκευσης/εξόδου. Όπως χαρακτηριστικά παρουσιάζεται, αν αντιστοιχήσουμε τη μεταφορά μιας λέξης από την L1 cache στον επεξεργαστή στην αναζήτηση μιας σελίδας στο γραφείο μας (3sec), τότε η αναζήτηση στο δίσκο είναι σαν να ψάχνουμε σε όλη τη γη για 1 χρόνο και 3 μήνες! Γι’ αυτό μια καλή αναβάθμιση επεξεργαστή δεν σημαίνει ανάλογη βελτίωση στη γενική χρήση του Η/Υ.

ΥΓ: Η σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός μου έδωσε μια ιδέα. Δεν θα είχε πλάκα, όπως κάνουν οι αστρονόμοι με τις αποστάσεις, να μετράμε τη συχνότητα του ρολογιού του επεξεργαστή με ας πούμε “αποστάσεις φωτός”; …Κάνε καμιά αναβάθμιση ρε τσίπη, ο επεξεργαστής σου είναι ακόμα στα 6cm φωτός και όλοι έχουμε πέσει στο επίπεδο των mm.

EDIT: Υπάρχουν και κάτι άτομα σαν τον duck που εκτελούν τις δικές τους στοιχειώδεις εντολές σε 0,00000000018sec και 0,00000000012sec! (5,4 cm φωτός και 3,7cm φωτός αντίστοιχα)