Što je Amdahlov zakon?

Amdahlov zakon je teorija koja uključuje izvođenje algoritama bilo u serijskoj ili paralelnoj fazi. Navodi da su prednosti paralelnog pokretanja (to jest, izvođenja više koraka istovremeno) ograničene bilo kojim odjeljcima algoritma koji se mogu izvoditi samo serijski (jedan po korak). Najčešća upotreba Amdahlovog zakona je u paralelnom računanju, kao na primjer na višejezgrenim strojevima.

U srcu, Amdahlov zakon je matematička formula. U svom najjednostavnijem obliku, to kaže da je najveće povećanje brzine koje se može postići paraleliziranjem procesa jednako jednom podijeljenom s udjelom procesa koji se ne može paralelizirati, minus jedan. Na primjer, ako se 80% procesa može paralelizirati, tada jedan podijeljen s preostalih 20% daje pet; oduzimajući jedno ostavlja četiri. To znači da se paralelnim procesom na ovaj način odvija četiri puta brže. Formula također funkcionira tamo gdje se samo manji dio procesa može paralelizirati: ako se 12% može paralelizirati, izračun je jedan podijeljen s 88%, što je jednako 1.136, minus jedan, što dovodi do povećanja brzine od 13.6%.

Formula se može prilagoditi za korištenje u složenijim situacijama gdje različite faze procesa imaju različita povećanja brzine od paralelizacije. To uključuje izradu brojke za svaku fazu, što je postotak vremena posvećenog toj fazi prije paralelizacije, podijeljen s povećanjem brzine, a zatim zbrajanjem ovih brojki da se dobije ukupni iznos. Formula zatim dijeli jedan s ovim zbrojem i oduzima jedan od rezultata, dajući ukupno povećanje brzine.

Glavno područje u kojem se koristi Amdahlov zakon je paralelno računanje. Ovdje više procesora radi na zadatku odjednom. Ovo se bavi jednim od glavnih nedostataka računalnih procesora, a to je da rade vrlo brzo, ali mogu izvršiti samo jednu po jednu radnju. U nekim slučajevima, višejezgreni procesor može učinkovito provoditi paralelno računanje, jer simulira više procesora.

Dok neki ljudi tvrde da je Amdahlov zakon pogrešan naziv i da bi stvarno trebao biti “Amdahlov argument”, naziv je igra riječi koja se odnosi na Mooreov zakon. Ovo je teorija koja se temelji na izjavi osnivača Intela Gordona Moorea iz 1965. godine. Predvidio je da će tehnologija napredovati tako da će se broj tranzistora koji se uklapaju u integrirani krug udvostručiti svake dvije godine, predviđanje koje se pokazalo iznimno točnim.