美華裔專家提出大幅提高計算速度新模型

計算機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“存儲墻”問題。美國華裔科學(xué)家、伊利諾伊理工學(xué)院計算機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)”時代面臨的數(shù)據(jù)處理和分析難題。

通常認為處理器是提高計算機計算速度的主要障礙，但內(nèi)存性能如果跟不上也會制約計算速度的提高。孫賢和介紹說，過去40年，計算機處理器的速度增長一直遵循半導(dǎo)體技術(shù)演進的摩爾定律，折算為每年加快52%。然而，計算機內(nèi)存運行方面的提速僅為每年9%，硬盤性能的提速平均每年只有6%?，F(xiàn)在計算機內(nèi)存的運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，通過平行內(nèi)存讀取方式，把計算機的緩存和存儲系統(tǒng)并行處理，可以極大減少計算機在數(shù)據(jù)讀取方面的延遲，讓計算機讀取速度最多可提高100倍。這一成果將在美國電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)下屬的計算機協(xié)會專業(yè)期刊《計算機》上發(fā)表。

孫賢和說：“這是以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計思想，而以前的設(shè)計都是以計算為中心，C-AMAT模型代表了一個設(shè)計思想上的根本變化。”

芝加哥大學(xué)教授、前英特爾研究副總裁錢安達評價說，無論是智能手機還是超級計算機，計算性能的主要障礙就集中在數(shù)據(jù)的移動方面，C-AMAT數(shù)學(xué)模型觸及了這一關(guān)鍵問題，對軟件更好地運行以及改善硬件設(shè)計都具有重要意義。