DICCIONARIO DE INFORMÁTICA Y TECNOLOGÍA
  ¿Qué significa Cuello de botella von Neumann? - Información sobre Cuello de botella von Neumann

Definición de Cuello de botella von Neumann

Leandro Alegsa (Contacto) 2018-07-28

Envíanos un mensaje


Enviar
Anuncios

El bus compartido entre la memoria de programas y la memoria de datos conduce a un cuello de botella von Neumann: el caudal limitado (tasa de transferencia de datos) entre la unidad de procesamiento central (CPU) y la memoria en comparación con la cantidad de memoria.

Como un único bus puede acceder solamente a una de las dos clases de memoria a la vez, el caudal es menor que la tasa en la que la CPU puede trabajar. Esto limita seriamente la velocidad de procesamiento efectivo cuando la CPU se requiere para realizar mínimo procesamiento para una gran cantidad de datos. La CPU es forzada continuamente a esperar hasta que los datos necesarios sean transferidos desde o hacia la memoria.

Dado que la velocidad de la CPU y el tamaño de la memoria se han ido incrementado mucho más rápido que el caudal posible entre estos, el cuello de botella se ha vuelto un problema que se incrementa en cada nueva generación de CPUs.

El problema del cuello de botella von Neumann fue descrito por John Backus en su lectura ACM Turing Award de 1977 de la siguiente manera:

"Seguramente debe haber una forma menos primitiva de hacer grandes cambios en la tienda que empujando una gran cantidad de palabras hacia adelante y hacia atrás a través del cuello de botella de von Neumann. No solo es este tubo un cuello de botella literal para el tráfico de datos de un problema, sino que, lo que es más importante, es un cuello de botella intelectual que nos ha mantenido atados al pensamiento palabra por palabra en lugar de alentarnos a pensar en términos de unidades conceptuales más grandes de la tarea en cuestión. Por lo tanto, la programación consiste básicamente en planificar y detallar el enorme tráfico de palabras a través del cuello de botella de von Neumann, y gran parte de ese tráfico no concierne a los datos significativos, sino a dónde encontrarlos."


Formas de mitigar este tipo de cuellos de botella

Existen varios métodos para mitigar los cuellos de botella von Neumann:

- Proveer una memoria caché entre la CPU y la memoria principal.

- Proveer memorias caché separadas o un camino de acceso separado para los datos y las instrucciones (la llamada arquitectura Modified Harvard) usando algoritmos de predictor de ramas (bifurcación) y lógica.

- Proveyendo una pila de CPU limitada u otro chip de memoria para reducir el acceso a memoria.


El problema también se puede eludir de alguna manera mediante el uso de computación en paralelo, utilizando, por ejemplo, la arquitectura de acceso a la memoria no uniforme (NUMA): este enfoque es comúnmente empleado por los supercomputadores.

No está tan claro si el cuello de botella intelectual criticado por Backus ha cambiado mucho desde 1977. La solución propuesta por Backus no ha tenido una gran influencia. La programación funcional moderna y la programación orientada a objetos están mucho menos orientadas a "impulsar un gran número de palabras" ida y vuelta "de lo que eran los lenguajes anteriores como FORTRAN, pero internamente, eso es aún lo que las computadoras pasan la mayor parte de su tiempo haciendo, incluso supercomputadores altamente paralelizadas.

A partir de 1996, un estudio de referencia de base de datos descubrió que tres de cada cuatro ciclos de CPU se gastaban en memoria. Los investigadores esperan que al aumentar el número de secuencias de instrucciones simultáneas con multiprocesamiento o multiprocesamiento de un solo chip empeore aún más este cuello de botella.





¿Mejoramos la definición?
Puntos: 4.8 (6 votos)







Respondemos tus consultas o comentarios a continuación:


¿Dudas? ¿necesita más información? Escriba y responderemos a tu email: clic aquí



 




  Diccionario de informática
  Búsqueda por letras:

A - B - C - D - E - F - G - H - I - J - K - L - M - N - O - P - Q - R - S - T - U - V - W - X - Y - Z - 0,9
 
Búsqueda por categorías
:

Almacenamiento - Aplicaciones - Audio - Compresión - Desarrollo web - Discos ópticos - Inteligencia Artificial - Memorias - Microprocesadores - Seguridad informática - Sistemas de archivos - Terminología de programación - UNIX - Windows - ver categorías

 
Búsqueda por palabras:






Preguntas

No hay ningún comentario todavía

Todos los derechos reservados © 1998 - 2018 - ALEGSA - Santa Fe, Argentina.
Políticas del sitio web - Contacto - Publicidad