Необходимость оценки производительности компьютеров

Глава 38. Оценка производительности компьютеров

Необходимость оценки производительности компьютеров

Оценивать производительность компьютеров, и сравнивать их между собой всегда было делом трудным и неблагодарным. Можно потратить массу сил и времени на выработку критериев и проведение ана­лиза, но обязательно найдется специалист, с точки зрения которого результаты должны быть точно противоположными. Сколько людей — столько мнений. Желание получить объективную оценку немедленно наталкивается на мно­жество субъективных факторов: разные постановки задачи, разные критерии сравнения, разные цели оценивания и т. п. Более того, любая оценка не­вольно приводит к сравнению, к явному или неявному ранжированию, вы­делению лучших и самых лучших. В этом вопросе редко удается прийти к единодушному согласию, поскольку убеждают только железные, неоспори­мые факты.

Необходимость оценки производительности и последующего сравнения компьютеров появилась практически одновременно с их рождением. Какой компьютер выбрать? Кому отдать предпочтение? Какой компьютер быстрее выполнит задачу? Подобные вопросы задавались пользователями всегда, и будут задаваться ими еще долго. Казалось бы, что сложного, запусти программу и проверь. Но не все так просто.

Хотелось бы иметь простую единую методику априорного сравнения компьютеров между собой. В идеальной ситуации вычислять бы для каждого компьютера по некоторому закону одно число, которое и явилось его обобщенной характеристикой. Со сравнением компьютеров проблем не стало бы и с выбором тоже.

Сопоставить одно число каждому компьютеров можно по-разному. Например, можно вычислить это значение, опираясь на параметры самого компьютера. С этой точки зрения, естественной характеристикой любого компьютера является его пиковая производительность. Данное значение определяет максимум, на который способен компьютер. Вычисляется оно очень просто. Для этого достаточно предположить, что все устройства компьютера работают в максимально производительном режиме. Если в ядре есть конвейерные устройства, то рассматривается режим, когда все конвейеры одновременно работают с максимальной нагрузкой. Если в компьютере несколько таких ядер, то пиковая производительность одного ядра просто умножается на их число.

Иногда пиковую производительность компьютера называют его теоретической производительностью. Этот нюанс в названии лишний раз подчеркивает тот факт, что производительность компьютера при выполнении любой реальной программы никогда не только не превысит этого порога, но и не достигнет его точно.

Пиковая производительность компьютера вычисляется однозначно, спорить не о чем, и уже этим данная характеристика хороша. Более того, подсознательно всегда возникает связь между пиковой производительностью компьютера и его возможностями в решении задач. Чем больше пиковая производительность, тем, вроде бы, быстрее пользователь сможет решить свою задачу. В целом данный тезис не лишен некоторого смысла, но лишь некоторого. Полагаться на него полностью нельзя ни в коем случае. С момента появления первых компьютеров пользователи убедились, что разброс в значениях реальной производительности может быть огромным. На одних задачах удавалось получать 90% от пиковой производительности, а на других лишь 20%. Если кто-то мог использовать независимость и конвейерность всех функциональных исполнительных устройств компьютера, производительность получалась высокой. Если в вычислениях были информационные зависимости, то конвейерность не использовалась, и производительность снижалась. Если в алгоритме явно преобладал один тип опера­ций, то часть устройств простаивала, вызывая дальнейшее падение производи­тельности.

Структура программы и структура компьютера тесно связаны. Пользова­теля не интересуют потенциальные возможности компьютера. Ему нужно решить его конкретную задачу. Именно с этой точки зрения он и хочет оценить "качество" компьютера.