М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Густафсон қонуни.
Джон Густафсон (АҚШ) томонидан ўтказилган тадқиқотлар шуни кўрсатадики, 1024 та процессордан иборат, f кетма – кетлик кодининг ҳиссаси 0,4 дан 0,8% гача оралиқда ётган, ҳисоблаш тизимида учта катта масалани ечиб, бир процессорли вариантга қараганда, мос равишда 1021,1020 ва 1016 жадаллаштириш қийматини олиш мумкин. Амдал қонунига асосан, жадаллаштириш берилган процессорларнинг сони ва f диапазони учун 201 қийматидан ошмаслиги керак эди. Густафсон бу ҳолатни тушунтиришга ҳаракат қилиб, бунинг сабаби Амдал қонунининг асосида ётувчи бошланғич дастлабки шарт, процессорларнинг сонини ошиши ечилаётган масаланинг ҳажмини ошиши билан кузатилмайди, деган хулосага келди. Фойдаланувчиларнинг ҳақиқий ҳаракати эса бу хулосадан фарқ қилади. Одатда, фойдаланувчи катта қувватли тизим билан ишлаганда ҳисоблаш вақтини қисқартиришга ҳаракат қилмайди, балки уни ўзгартирмасдан сақлаб қолиб, ҳисоблаш тизимининг қувватига пропорционал ечилаётган масала ҳажмини оширишга ҳаракат қилади. Бунда дастурнинг умумий ҳажмини ўстириш, асосан, дастурнинг параллеллаштирилган қисмига таъсир кўрсатар экан. Бу f нинг қийматини қисқартиришга олиб келади.
Эслатиб ўтамиз, тизимдаги процессор сонининг ўсиб бориши билан параллел амалга ошириш мумкин бўлган ҳажм чизиқли равишда ошиб боради. Тизимдаги процессорнинг сонини ошиши билан масала ҳажми ошганда ҳисоблашни жадаллаштириш имкониятини баҳолаш учун Густафсон қуйидаги ифодадан фойдаланишни таклиф қилади:


.

Бу ифода Густафсон қонуни номи билан машҳурдир. Таъкидлаб ўтиш керакки, Густафсон қонуни Амдал қонунига зид эмас. Фарқи шундаки, процессор сонининг ошиши билан пайдо бўладиган ҳисоблаш тизимининг қўшимча қувватини тўғри қўллашдан иборат.

Буйруқларга ишлов беришнинг ва арифметик операцияларнинг тезлигини ошириш учун конвейер ишлов беришни қўллаш мумкинлиги аҳамиятга эга эмас. Шунинг учун SISD синфига бир вақтнинг ўзида скаляр функционал қурилма тушгандек, конвейер русумли компьютерлар ҳам тушади.
MISD - буйруқларнинг кўп оқими ва маълумотларнинг битта оқимидир. Бу таърифдан келиб чиқадики, архитектурада худди ўша маълумотлар оқимига ишлов берувчи процессорлар қатнашади. Бу принципга асосланган ҳақиқатдан мавжуд бўлган ҳисоблаш тизимига компьютер архитектураси соҳасидаги ҳеч бир мутахассислар, шунингдек, Флинн ҳам ишонарли мисол тақдим қила олмадилар. Бир қатор тадқиқотчилар бу синфга конвейерли тизимларни киритдилар, аммо бу охиригача тан олинмади. Ҳамма процессор элементлари бошқариш қурилмасидан бир хил буйруқ оладилар ва бу буйруқларни локал маълумотлар устида бажарадилар. Агар векторнинг ҳар бир элементига маълумотлар оқимининг алоҳида элементи сифатида қаралса, бу синфга ҳисоблаш тизимининг вектор – конвейерли турини ҳам қўшиш мумкин.