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[導(dǎo)讀] 計(jì)算機(jī)速度的提高不僅與處理器性能有關(guān),還需要解決內(nèi)存方面的“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題。
新數(shù)學(xué)模型或可打破內(nèi)存“存儲(chǔ)墻”
計(jì)算機(jī)讀取速度有望提高100倍
華盛頓3月30日電 （記者林小春）計(jì)算機(jī)速度的提高不僅與處理器性能有關(guān)，還需要解決內(nèi)存方面的“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題。美國(guó)華裔科學(xué)家、伊利諾伊理工學(xué)院計(jì)算機(jī)系主任孫賢和教授最近提出一種新的數(shù)學(xué)模型，可大幅提高數(shù)據(jù)讀取速度，幫助解決“大數(shù)據(jù)”時(shí)代面臨的數(shù)據(jù)處理和分析難題。
通常認(rèn)為處理器是提高計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的主要障礙，但內(nèi)存性能如果跟不上也會(huì)制約計(jì)算速度的提高。孫賢和介紹說(shuō)，過(guò)去40年，計(jì)算機(jī)處理器的速度增長(zhǎng)一直遵循半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)的摩爾定律，折算為每年加快52％。然而，計(jì)算機(jī)內(nèi)存運(yùn)行方面的提速僅為每年9％，硬盤(pán)性能的提速平均每年只有6％。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存的運(yùn)行速度只有處理器速度的約400分之一，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀取延遲，形成“存儲(chǔ)墻”。
就此孫賢和于1990年提出了“內(nèi)存制約加速比”定律。在這一定律基礎(chǔ)上，孫賢和新近提出一種叫做C－AMAT的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)平行內(nèi)存讀取方式，把計(jì)算機(jī)的緩存和存儲(chǔ)系統(tǒng)并行處理，可以極大減少計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)讀取方面的延遲，讓計(jì)算機(jī)讀取速度最多可提高100倍。這一成果將在美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）下屬的計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)專(zhuān)業(yè)期刊《計(jì)算機(jī)》上發(fā)表。
孫賢和說(shuō)：“這是以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)思想，而以前的設(shè)計(jì)都是以計(jì)算為中心，C－AMAT模型代表了一個(gè)設(shè)計(jì)思想上的根本變化。”
芝加哥大學(xué)教授、前英特爾研究副總裁錢(qián)安達(dá)評(píng)價(jià)說(shuō)，無(wú)論是智能手機(jī)還是超級(jí)計(jì)算機(jī)，計(jì)算性能的主要障礙就集中在數(shù)據(jù)的移動(dòng)方面，C－AMAT數(shù)學(xué)模型觸及了這一關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)軟件更好地運(yùn)行以及改善硬件設(shè)計(jì)都具有重要意義。
