加速比


加速比

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加速比加速比(speedup),是同一个任务在单处理器系统和并行处理器系统中运行消耗的时间的比率,用来衡量并行系统或程式并行化的性能和效果 。
【加速比】另有“超线性加速比”(superlinear speedup),即加速比比处理器数更大的情况 。超线性加速比很少出现 。超线性加速比有几种可能的成因,如现代计算机的存储层次不同所带来的“高速快取效概念,具体来说,较之顺序计算,在并行计算中,不仅参与计算的处理器数量更多,不同处理器的高速快取也集合使用 。而有鑒于此,集合的快取便足以提供计算所需的存储量,算法执行时便不必使用速度较慢的记忆体,因而存储器读些时间便能大幅降低,这便对实际计算产生了额外的加速效果 。
基本介绍中文名:加速比
外文名:speedup
相关:超线性加速比
作用:衡量并行系统或程式并行化的性能
定义加速比以如下公式定义:
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其中:
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指CPU数量
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指顺序执行算法的执行时间
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指当有p个处理器时,并行算法的执行时间当
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时,
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便可称为“线性加速比”(英语:linear speedup,又名“理想加速比”) 。当某一併行算法的加速比为理想加速比时,若将处理器数量加倍,执行速度也会加倍,即如“理想”之意,有“优秀的可扩展性” 。“效率”由加速比派生出的效率(英语:efficiency)则是量度性能的指标,并如下定义:
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效率
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的值一般介于0~1之间,用于表示在解决问题时,相较于在通信与同步上的花费,参与计算的处理器得到了什幺程度的充分利用 。由定义易见,拥有线性加速比的算法与在单处理器上执行的算法的效率为1 。超线性加速比在并行计算过程中,有时会遇到加速比
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比处理器数
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更大的情况,此时求得的加速比即称超线性加速比(英语:superlinear speedup) 。超线性加速比很少出现,且由于初学者常以为理论上加速比的最大值应与参与计算的处理器的总数
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相等,这一情况常使初学者迷惑不已 。并行计算加速比-阿姆达尔定律阿姆达尔定律(英语:Amdahl's law,Amdahl's argument),一个计算机科学界的经验法则,因吉恩·阿姆达尔而得名 。它代表了处理器并行运算之后效率提升的能力 。特点:要求实时性,因此时间是关键因素,而计算负载是确定的 。适用于固定计算负载 。对于固定的问题规模,通过增加处理器,减少平均的计算负载,来提升运算速度 。并行计算中的加速比是用并行前的执行速度和并行后的执行速度之比来表示的,它表示了在并行化之后的效率提升情况 。阿姆达尔定律是固定负载(计算总量不变时)时的量化标準 。可用公式: