Question

简述cpu技术的发展为什么转向多核/众核技术

Answer 1

问：简述cpu技术的发展为什么转向多核/众核技术

问：好的

答：您好，多核/众核技术的发展是CPU技术的自然趋势。随着科技的快速发展，晶体管节点的数量呈指数级增长，运行速度不断加快。但是，由于单个CPU耗能过高而且太多操作在一条指令上，传统的CPU技术受到了限制。多核/众核技术利用现有芯片节点内在潜力，分裂出多个内核来执行不同指令，提高了CPU的处理率，也就是并发多线程，可以有效地降低CPU的耗能和提高其效能。

问：简述矩阵乘法问题的SSE算法设计。

答：SSE算法是一种对矩阵乘法问题进行并行处理的计算机算法，主要是针对矩阵乘法问题可以拆分出来的子问题，每个子问题单独处理，然后最终融合成一个最终的结果。SSE算法利用串行执行和向量执行的特点，特别是向量执行对提高性能时间有重要作用，这样就可以减少处理时间，加快算法处理速度。原理可以用下面的步骤概括：(1)假设要计算的矩阵乘法 C = AB，A和B的行数分别为m，n，负责乘法的矩阵元素分别为Ea和Eb。(2)先将A和B矩阵以行分割，每次分割出一个n行的子矩阵Ki，得到m个分割子矩阵，其中Ki的行号为i。(3) 再将B矩阵以列分割，每次分割出一个m行的子矩阵Lj，得到n个分割子矩阵，其中Lj的列号为j。(4)在此基础上，以Ki和Lj为基础，将A和B两个矩阵拆分成多个尺寸一致的矩阵模块，如Ki*Lj，最后将结果按照可串行化的顺序放入定义的矩阵模块中。(5) 最后，将C矩阵按行排列，即可将其分解为Ki*Lj，然后使用SSE算法进行加速处理，最后得到矩阵乘法问题的最终结果。

问：简述互斥量使用中死锁的问题。

答：互斥量使用中死锁的问题是多个任务可能因争用同一个资源而互相等待对方释放其占有的资源，造成永久性的停顿。其特点是参与死锁的多个进程在执行过程中，都只等待对方释放控制，而没有任何进程继续执行，从而使系统处于无限等待的状态。要避免死锁问题，必须合理分配和使用资源，或者建立恰当的安全机制。

问：简述什么场景下用读写锁保护共享链表的性能优于使用链表级互斥量，什么场景下两者性能接近.

答：当读写操作占比相当高而写操作比较少时，使用读写锁保护共享链表的性能优于使用链表级互斥量，因为读写锁允许多个读线程同时访问链表，而链表级互斥量只允许一个线程访问链表。 当读写操作数量接近时，两者性能接近。

问：简要分析当前的超算为什么普遍采用众核协处理器来提供强大的浮点计算能力.

答：超算普遍采用众核协处理器来提供强大的浮点计算能力，主要有以下几个原因：1. 众核协处理器内核具有更高的并行性，每一个内核可以充分利用CMP（多核处理器），可以支持更多的指令流，复杂度计算，利用多核处理器可以实现矩阵和向量的精确计算。2. 众核协处理器的内核可以支持现在的大数据处理，相比普通的CPU处理器，它可以更好的处理数据，这也便于数据处理和超算中大规模计算所需要的浮点运算。3. 众核协处理器还可以支持多GPU运算，每个GPU也可以与独立的内核协处理，即可以使用多个GPU并行处理，提升计算效率。