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Definition - Was bedeutet Von Neumann Bottleneck?
Der von Neumann-Engpass ist die Idee, dass der Durchsatz von Computersystemen aufgrund der relativen Fähigkeit von Prozessoren im Vergleich zu Spitzenraten der Datenübertragung begrenzt ist. Gemäß dieser Beschreibung der Computerarchitektur ist ein Prozessor für eine bestimmte Zeitspanne im Leerlauf, während auf den Speicher zugegriffen wird.
Der von Neumann-Engpass ist nach John von Neumann benannt, einem Mathematiker, Wissenschaftler und Pionier der Informatik des 20. Jahrhunderts, der auch am Manhattan-Projekt beteiligt war.
Techopedia erklärt Von Neumann Bottleneck
Der von Neumann-Engpass untersucht, wie eine schnellere CPU bedient werden kann, indem ein schnellerer Speicherzugriff ermöglicht wird. Ein Teil der Basis für den von Neumann-Engpass ist die von Neumann-Architektur, in der ein Computer Programmieranweisungen zusammen mit tatsächlichen Daten speichert, im Gegensatz zu einer Harvard-Architektur, in der diese beiden Arten von Speicher separat gespeichert werden. Diese Art von Setups wurde notwendig, da einfachere, vorprogrammierte Maschinen neueren Computern Platz machten, die bessere Möglichkeiten zur Steuerung von Programmier- und Informationsdaten benötigten.
Informatiker haben versucht, den von Neumann-Engpass auf verschiedene Arten anzugehen. Eine besteht darin, den kritischen Speicher in einem leicht zugänglichen Cache abzulegen. Es gibt auch die Idee, mehrere Prozesse in einem System mit drei Threads zu verwalten. Andere potenzielle Tools, wie die Parallelverarbeitung oder das Ändern des Speicherbusdesigns, arbeiten ebenfalls an der Idee, diesen "Engpass" zu verringern oder, wie im Zusammenhang mit diesem Problem häufig verwendet, die Bandbreite für den Speicher zu erhöhen, der in den Prozessor und aus dem Prozessor kommt.
Andere Ideen zur "Behebung" eines von Neumann-Engpasses sind eher konzeptionell. Experten haben verschiedene "Nicht-von-Neumann" - oder "Nicht-von" -Systeme aufgestellt, von denen einige der biologischen Welt nachempfunden sind und die eine verteilte Speicheraufnahme im Vergleich zu dem linearen System ermöglichen, das beim herkömmlichen Rechnen verwendet wird. Einige Ideen beziehen andere aufstrebende Technologien mit ein, zum Beispiel, wo ein "Memrister" oder eine andere nanoskalige Komponente bei der Speicherverarbeitung helfen könnte. Die Ideenvielfalt rund um den von Neumann-Engpass zeigt, wie wichtig diese Idee für die Bewertung des Potenzials von Computern in den letzten Jahrzehnten ist.
