Tölvumál - 01.03.1994, Side 27

Mars 1994
til að auka keyrsluhraða allra
forrita. Þetta er þó aðeins rétt ef
aðrir hlutar tölvunnar ráða við
þennan aukna hraða. Dærni unt
þetta má sjá í nýjum útgáfum af
486 örgjörvanum frá Intel, þar
sem innri hraði örgjörvans ertvö-
faldaður, en ytri hraða haldið
óbreyttum. Niðurstaðan verður
tæplega tvöföldun á keyrsluhraða
flestra forrita. Ef forritþurfa hins
vegar mikið að fara út í minnið
á óreglulegan hátt verður lítil
hraðaaukning.
Ýmsar fleiri leiðir hafa verið
farnar til að auka afkastagetu ör-
gjörva, en flestar eiga þær það
sameiginlegt að ekki er hægt að
ákvarða nákvæmlega hvaða áhrif
þær munu hafa á keyrsluhraða
forrita, það fer eftir uppbyggingu
forritsins. Þýðendurgetaað vissu
rnarki "lagfært" forrit þannig að
þau keyrist hraðar, en þeir mega
auðvitað ekki breyta merkingu
forritsins og þess vegna verða
þeir að vera mjög varkárir í sínum
breytingum, sem kemur þá niður
á hraðaaukningunni senr hægt er
að ná frani.
Örgjörvar
framtíöarinnar
Við skulum nú að líta inn í fram-
tíðina og reyna að sjá fyrir þá
þróun sem verður á næstu árum.
Mikið hefur verið rætt um sam-
hliða vinnslu sem þann kost sem
vænlegastur er til að auka af-
kastagetu tölva í framtíðinni. Að
vissu marki er þetta rétt og sam-
hliða vinnsla er þegar til staðar í
örgjörvum nútímans, samanber
pípun og sérhæfð reikniverk.
Einnig er raunveruleg samhliða
vinnsla ráðandi í ofurtölvum.
Nær allar ofurtölvur í dag hafa
fjóra eða fleiri sjálfstæða ör-
gjörva sem vinna saman að lausn
verkefnanna. Það er hins vegar
ólíklegt að þess háttar samhliða
vinnsla eigi nokkuð erindi í einka-
tölvur í nánustu framtíð. Enn er
þó nokkuð svigrúm til að auka
afkastagetu tölva nteð hefð-
bundnari aðferðum (betri tækni,
aukinni klukkutíðni og nýjum
efnum). Fyrr eða síðar verður
þó ekki komist framhjá þeim
grundvallartakmörkunum sem eru
óneitanlega til staðar og þá mun
samhliða vinnsla verða nauð-
synleg til að hægt sé að viðhalda
hinni miklu hraðaaukningu tölva
sem menn hafa vanist og hefur
verið frá upphafi.
Vegna þess að fyrirsjáanlegt er
að hraðamunur örgjörva og
minnis mun aukast á næstu árum
er ljóst að minnisstigveldið mun
verða mikilvægari þáttur í tölvum
framtíðarinnar. Aðalntinni tölva
halda áfram að stækka og það
mun fjölga lögum í minnisstig-
veldið. Nú þegar eru margar
tölvur komnar með tvær gerðir
skyndiminnis, innri og ytri, og
þessi þróun mun halda áfram.
Sem afleiðing hinna sérhæfðu
aðferða sem notaðar eru til
hraðaaukningar örgjörva verður
sífellt meiri munur á hámarks-
keyrsluhraða (eða "peak" hraða)
forrita og venjulegum keyrslu-
hraða. Við erurn þegar farin að
sjá örgjörva með tölur um há-
markskeyrsluhraða sem eru alger-
lega óraunhæfar því þær miðast
við forrit sem gera ekkert af viti
en henta rnjög vel fyrir hönnun
örgjörvans. Venjuleg forrit ná
síðan ekki nema broti af þessum
hraða, þó að hraði þeirra sé
reyndar mjög góður miðað við
eldri tölvur.
Loks er ein athyglisverðasta
afleiðingin af þeirri þróun sem
átt hefur sér stað í örgjörvum að
snralamálsforritun er að deyja út.
Nú eru allir helst hugbúnaðar-
pakkar eingöngu forritaðir í æðri
forritunarmálum, aðallega C eða
C++. Kosturinn við að forrita í
æðra forritunarmáli er að forritin
verða flytjanlegri, forritun verður
fljótlegri og auðveldara er að
viðhalda forritunum. En þessir
kostir hafa alltaf verið lil staðar.
Hvers vegna var þá svona mikið
forritað í smalamáli? Megin-
ástæðan er hraði. Á eldri örgjörv-
um eru smalamálsforrit allt að 10
til 20 sinnum hraðvirkari en sam-
svarandi forrit í æðri forritunar-
málum. I nýjum örgjörvum er
þetta að breytast. Það er orðið
svo flókið að skrifa smalamáls-
forrit sem nýta sér til ítrasta þá
möguleika sem örgjörvinn gefur
til hraðaaukningar að þýðendur
fyrir æðri forritunarmál eru farnir
að gera jafn vel og oft betur en
smalamálsforritarar. Það verður
meira að segja spurning hvort
þeir forritarar sem skrifa forrit í
æðri forritunarmálum eigi að
reyna að skrifa þau með það
fyrir augum að þau séu sem
hraðvirkust eða hvort þeir eigi
að láta þýðandann algjörlega um
þá hlið málanna. Örgjörvarnir
eru að verða það flóknir að það
verður rnjög erfitt að vita hvað
er best að gera í hverju tilfelli.
Þýðendur eru í reynd að leysa
mjög flókið bestunarvandamál í
hvert sinn sem forrit er þýtt og
lausnin getur verið gjörólík eftir
því hvaða örgjörva er verið að
þýða fyrir. Það verður þvíeflaust
vænlegast að láta forritarann ein-
beita sér að uppbyggingu for-
ritsins þannig að það vinni eins
og ætlast er til, en láta þýðandann
sjá um bestun forritsins til að
það keyrist sem hraðast. Van-
hugsuð bestun forritara gæti jafn-
vel ruglað þýðandann og skemmt
fyrir.
Hjálmtýr Hafsteinsson er
lektor viö Háskóla íslands
27 - Tölvumál