Arquitetura e Organização de Computadores - Tarefa Dissertativa II

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Estude e analise a lei de Amdahl. Verifique sua aplicação nos sistemas computacionais e compreenda por que ela deve ser estudada pelos projetistas da arquitetura de computadores.
Na arquitetura de computadores, a lei de Amdahl é uma fórmula que dá a aceleração teórica na latência da execução de uma tarefa com carga de trabalho fixa que se pode esperar de um sistema cujos recursos são aprimorados. Em princípio, o aumento do desempenho de sistemas paralelizados deveria ser linear, dobrando o desempenho quando dobramos o número de processadores. No entanto, para trabalhar em paralelo é necessário compartilhar alguns recursos (como memória), e muito poucos algoritmos paralelos conseguem ótimo desempenho. A maioria deles conseguem um crescimento aproximadamente linear para um pequeno número de elementos de processamento, que reduz o incremento com o aumento de processadores até estabilizar com um valor constante quando usamos um grande número de elementos de processamento. lei de Amdahl afirma especificamente, que "a melhoria geral de desempenho obtida pela otimização de uma única parte de um sistema é limitada pela fração de tempo em que a parte aprimorada é realmente usada".
A lei de Amdahl é frequentemente usada em computação paralela para prever a aceleração teórica ao usar vários processadores. Por exemplo, se um programa precisa de 20 horas para ser concluído usando um único thread, mas uma parte de uma hora do programa não pode ser paralelizada, portanto, apenas as 19 horas restantes de tempo de execução podem ser paralelizadas, independentemente de quantos threads são dedicados a uma execução paralelizada deste programa, o tempo mínimo de execução não pode ser inferior a uma hora. Na prática, à medida que mais recursos de computação se tornam disponíveis, eles tendem a ser usados em problemas maiores (conjuntos de dados maiores), e o tempo gasto na parte paralelizável geralmente cresce muito mais rápido do que o trabalho inerentemente serial.