Aprender para el siglo xxi

Cuello de botella de Von Neumann
La separación entre la unidad central de procesamiento (CPU) y la memoria lleva a lo que se conoce como el cuello de botellade Von Neumann, lo que provoca el rendimiento limitado (tasa de transferencia de datos) entre la memoria y la CPU en comparación con la cantidad de memoria.En casi todas las computadoras modernas, el rendimiento es mucho menor que la velocidad a la que la CPU pueda trabajar. Esto socava gravemente lavelocidad de la tramitación efectiva cuando la CPU está obligada a realizar un procesamiento mínimo en grandes cantidades de datos. La CPU está continuamenteobligados a esperar a los datos necesarios para ser transferidos hacia o desde la memoria del sistema. Puesto que la velocidad de la CPU y tamaño de la memoria hanaumentado mucho más rápido que el rendimiento entre ellos, el cuello de botella se ha vuelto más evidente. Este es un problema que aumenta con la severidad cadanueva generación de CPU.
El problema de rendimiento puede ser algo aliviado, en cierta medida, por varios mecanismos. Proporcionar una caché entre la memoriaprincipal y la CPU, proporcionando cachés separadas a lo largo de las vías de acceso independientes para instrucciones y, y el uso de algoritmos de predicción ramay la lógica son tres de las formas en que el rendimiento se ha incrementado. El problema también puede dejarse de lado en cierta medida por el uso de cómputo enparalelo, utilizando por ejemplo el acceso a memoria no uniforme / arquitectura (NUMA), la arquitectura, lo que es un enfoque empleado por los superordenadores.