реферат гігафлопс

1 Флопс як міра продуктивності
- 1.1 Межі застосування
- 1.2 Причини широкого поширення
2 Огляд продуктивності реальних систем
- 2.1 Суперкомп'ютери
- 2.2 Процесори персональних комп'ютерів
- 2.3 Кишенькові комп'ютери
- 2.4 Розподілені системи
- 2.5 Ігрові приставки
- 2.6 GPU-процесори
- 2.7 Людина і калькулятор
Примітки

FLOPS (також flops. Flop / s. Флопс або флоп / с) (акронім від англ. Fl oating point OP erations per S econd. Вимовляється як флопс) - позасистемна одиниця, використовувана для вимірювання продуктивності комп'ютерів, що показує, скільки операцій з плаваючою комою в секунду виконує дана обчислювальна система. Існують розбіжності щодо того, чи припустимо використовувати слово FLOP. і що воно може означати. Деякі вважають, що FLOP і FLOPS - синоніми, інші ж вважають, що FLOP (або flop або флоп, від англ. Fl oating point OP peration) - це просто кількість операцій з плаваючою комою (наприклад, необхідну для виконання даної програми).

Оскільки сучасні комп'ютери мають високий рівень продуктивності, більш поширені похідні величини від FLOPS, утворені шляхом використання стандартних приставок системи СІ.

1. Флопс як міра продуктивності

Як і більшість інших показників продуктивності, дана величина визначається шляхом запуску на випробуваному комп'ютері тестової програми, яка вирішує завдання з відомим кількістю операцій і підраховує час, за яке вона була вирішена. Найбільш популярним тестом продуктивності на сьогоднішній день є програма LINPACK, використовувана, в тому числі, при складанні рейтингу суперкомп'ютерів TOP500.

Одним з найважливіших достоїнств показника флопс є те, що він до деяких меж може бути витлумачений як абсолютна величина і обчислений теоретично, в той час як більшість інших популярних заходів є відносними і дозволяють оцінити випробувану систему лише в порівнянні з рядом інших. Ця особливість дає можливість використовувати для оцінки результати роботи різних алгоритмів, а також оцінити продуктивність обчислювальних систем, які ще не існують або знаходяться в розробці.

1.1. межі застосування

Незважаючи на гадану однозначність, в реальності флопс є досить поганий мірою продуктивності, оскільки неоднозначним є вже саме його визначення. Під «операцією з плаваючою комою» може ховатися маса різних понять, не кажучи вже про те, що суттєву роль в даних обчисленнях грає розрядність операндів, яка також ніде не обмовляється. Крім того, величина флопс схильна до впливу дуже багатьох чинників, безпосередньо не пов'язаних з продуктивністю обчислювального модуля, таких як: пропускна здатність каналів зв'язку з оточенням процесора, продуктивність основної пам'яті і синхронність роботи кеш-пам'яті різних рівнів.

Все це, в кінцевому підсумку, призводить до того, що результати, отримані на одному і тому ж комп'ютері за допомогою різних програм, можуть істотно відрізнятися, більш того, з кожним новим випробуванням різні результати можна отримати при використанні одного алгоритму. Частково ця проблема вирішується угодою про використання однакових тестових програм (тієї ж LINPACK) з усередненням результатів, але з часом можливості комп'ютерів «переростають» рамки прийнятого тесту і він починає давати штучно занижені результати, оскільки не задіює новітні можливості обчислювальних пристроїв. А до деяких системам загальноприйняті тести взагалі не можуть бути застосовані, в результаті чого питання про їх продуктивності залишається відкритим.

1.2. Причини широкого поширення

Незважаючи на велику кількість суттєвих недоліків, показник флопс продовжує з успіхом використовуватися для оцінки продуктивності, базуючись на результатах тесту LINPACK. Причини такої популярності обумовлені, по-перше, тим, що флопс, як говорилося вище, є абсолютною величиною. А по-друге, дуже багато завдань інженерної та наукової практики в кінцевому підсумку зводяться до вирішення систем лінійних алгебраїчних рівнянь, а тест LINPACK якраз і базується на вимірюванні швидкості рішення таких систем. Крім того, переважна більшість комп'ютерів (включаючи суперкомп'ютери) побудовані за класичною архітектурі з використанням стандартних процесорів, що дозволяє використовувати загальноприйняті тести з великою вірогідністю.

2. Огляд продуктивності реальних систем

Через високий розкиду результатів тесту LINPACK, наведений приблизний величини, отримані шляхом усереднення показників на основі інформації з різних джерел. Продуктивність ігрових приставок і розподілених систем (що мають вузьку спеціалізацію і не підтримують тест LINPACK) приведена в довідкових цілях відповідно до числами, заявленими їх розробниками. Більш точні результати з зазначенням параметрів конкретних систем можна отримати, наприклад, на сайті The Performance Database Server.

2.1. суперкомп'ютери

2.2. Процесори персональних комп'ютерів

2.3. кишенькові комп'ютери

КПК на основі процесора Samsung S3C2440 400 МГц (архітектура ARM9) - 1,3 Мфлопс
Intel XScale PXA270 520 МГц - 1,6 Мфлопс
Intel XScale PXA270 624 МГц - 2 Мфлопс

Примітка: Наведені процесори не мають апаратної підтримки обчислень з плаваючою точкою. Більш сучасні процесори цього класу (I.MX31, OMAP-Lx) з апаратним FPU мають на 2 порядки більшу продуктивність.

2.4. розподілені системи

Bitcoin - більше 9,4 Пфлопс [17]
Folding @ home - більше 5,9 Пфлопс [18]
BOINC - понад 5,6 Пфлопс [19]
SETI @ home - понад 560 Тфлопс [20]
Einstein @ Home - понад 355 Тфлопс [21]
Rosetta @ home - понад 110 Тфлопс [22]

2.5. Ігрові приставки

Вказані операції з плаваючою точкою над 32-розрядними даними

Sega Dreamcast - 1,4 Гфлопс
Microsoft Xbox - 5,8 Гфлопс
Microsoft Xbox 360 - 115,2 Гфлопс
Sony PlayStation 2 - 6,2 Гфлопс
Sony PlayStation Portable - 2,6 Гфлопс
Sony PlayStation 3 - 218 Гфлопс [23]
Nintendo Wii - 2,9 Гфлопс [24]

2.6. GPU-процесори

Теоретична продуктивність (FMA):

GeForce GTX 590 - 2x1253,4 Гфлопс
GeForce GTX 580 - 1581,1 Гфлопс [25]
Radeon HD 6990 - 5099 Гфлопс
Radeon HD 5970 (AIB vendors) - 5440 Гфлопс

2.7. Людина і калькулятор

Людина, користуючись лише ручкою і папером, виконує операції з плаваючою комою дуже повільно і часто з великою помилкою. Говорячи про продуктивність нашого обчислювального апарату, доведеться використовувати такі одиниці як мілліфлопс і навіть мікрофлопс.