Make the Common Case FastMaking the

Make the Common Case Fast
Making the common case fast will tend to enhance performance better than optimizing the rare case. Ironically, the common case is oft en simpler than the rare case and hence is oft en easier to enhance. Th is common sense advice implies that you know what the common case is, which is only possible with careful experimentation and measurement (see Section 1.6). We use a sports car as the icon for making the common case fast, as the most common trip has one or two passengers, and it’s surely easier to make a fast sports car than a fast minivan!

Performance via Parallelism
Since the dawn of computing, computer architects have off ered designs that get more performance by performing operations in parallel. We’ll see many examples of parallelism in this book. We use multiple jet engines of a plane as our icon for parallel performance.

Performance via Pipelining
A particular pattern of parallelism is so prevalent in computer architecture that it merits its own name: pipelining. For example, before fi re engines, a “bucket brigade” would respond to a fi re, which many cowboy movies show in response to a dastardly act by the villain. Th e townsfolk form a human chain to carry a water source to fi re, as they could much more quickly move buckets up the chain instead of individuals running back and forth. Our pipeline icon is a sequence of pipes, with each section representing one stage of the pipeline.

Performance via Prediction
Following the saying that it can be better to ask for forgiveness than to ask for permission, the fi nal great idea is prediction. In some cases it can be faster on average to guess and start working rather than wait until you know for sure, assuming that the mechanism to recover from a misprediction is not too expensive and your prediction is relatively accurate. We use the fortune-teller’s crystal ball as our prediction icon.

Hierarchy of Memories
Programmers want memory to be fast, large, and cheap, as memory speed oft en shapes performance, capacity limits the size of problems that can be solved, and the cost of memory today is oft en the majority of computer cost. Architects have found that they can address these confl icting demands with a hierarchy of memories, with the fastest, smallest, and most expensive memory per bit at the top of the hierarchy and the slowest, largest, and cheapest per bit at the bottom. As we shall see in Chapter 5, caches give the programmer the illusion that main memory is nearly as fast as the top of the hierarchy and nearly as big and cheap as the bottom of the hierarchy. We use a layered triangle icon to represent the memory hierarchy. The shape indicates speed, cost, and size: the closer to the top, the faster and more expensive per bit the memory; the wider the base of the layer, the bigger the memory.

Dependability via Redundancy
Computers not only need to be fast; they need to be dependable. Since any physical
device can fail, we make systems dependable by including redundant components that
can take over when a failure occurs and to help detect failures. We use the tractor-trailer
as our icon, since the dual tires on each side of its rear axels allow the truck to continue driving even when one tire fails. (Presumably, the truck driver heads immediately to a repair facility so the fl at tire can be fi xed, thereby restoring redundancy!)

Kết quả (Việt) 1:

Làm cho trường hợp nhanh phổ biếnLàm cho trường hợp phổ biến nhanh chóng sẽ có xu hướng tăng cường hiệu suất tốt hơn so với việc tối ưu hóa các trường hợp hiếm. Trớ trêu thay, là trường hợp phổ biến là oft en đơn giản hơn là trường hợp hiếm và do đó thường là en dễ dàng hơn để nâng cao. Th là tư vấn thông thường ngụ ý rằng bạn biết những gì là trường hợp phổ biến, mà chỉ có thể với cẩn thận thử nghiệm và đo lường (xem phần 1.6). Chúng tôi sử dụng một chiếc xe thể thao như là biểu tượng để làm cho trường hợp nhanh phổ biến, như chuyến đi phổ biến nhất có một hoặc hai hành khách, và đó là chắc chắn dễ dàng hơn để làm cho một chiếc xe thể thao nhanh hơn một minivan nhanh!Hiệu suất thông qua xử lý song songKể từ khi bình minh của máy tính, kiến trúc sư máy tính đã ra mẫu thiết kế của ered nhận được nhiều hơn hiệu suất bằng cách thực hiện các hoạt động song song. Chúng ta sẽ thấy nhiều ví dụ của xử lý song song trong cuốn sách này. Chúng tôi sử dụng nhiều động cơ phản lực của một máy bay như là biểu tượng của chúng tôi để thực hiện song song.Hiệu suất via PipeliningMột mô hình cụ thể của xử lý song song là rất phổ biến trong kiến trúc máy tính nó tích tên riêng của mình: pipelining. Ví dụ: trước khi fi tái động cơ, một lữ đoàn Xô"" sẽ đáp ứng một fi re, mà nhiều bộ phim cao bồi Hiển thị để đáp ứng với một hành động dastardly bằng các vai phản diện. Th e townsfolk tạo thành một chuỗi con người để thực hiện một nguồn nước Fi re, khi họ có thể di chuyển nhanh hơn nhiều thùng lên chuỗi thay vì cá nhân chạy trở lại và ra. Biểu tượng đường ống dẫn của chúng tôi là một chuỗi các đường ống, với mỗi phần đại diện cho một giai đoạn của đường ống.Hiệu suất via dự đoánSau khi nói rằng nó có thể tốt hơn để yêu cầu cho sự tha thứ hơn để xin phép, fi nal ý tưởng tuyệt vời này là dự đoán. Trong một số trường hợp, nó có thể nhanh hơn trung bình để đoán và bắt đầu làm việc chứ không phải đợi cho đến khi bạn biết chắc chắn, giả định rằng các cơ chế để phục hồi từ một misprediction không phải là quá đắt và dự đoán của bạn là tương đối chính xác. Chúng tôi sử dụng tài sản-teller bóng tinh thể như là biểu tượng của chúng tôi dự đoán.Hệ thống phân cấp của ký ứcLập trình viên muốn nhớ được nhanh chóng, lớn và giá rẻ, như bộ nhớ tốc độ Microsoft en hình hiệu suất, năng lực hạn chế kích thước của các vấn đề có thể giải quyết và chi phí bộ nhớ hôm nay là Microsoft en phần lớn máy tính chi phí. Kiến trúc sư đã tìm thấy rằng họ có thể địa chỉ các nhu cầu icting confl với một hệ thống phân cấp của ký ức, với bộ nhớ nhanh nhất, nhỏ nhất và đắt nhất mỗi chút ở đầu của hàng giáo phẩm và chậm nhất, lớn nhất, và rẻ nhất cho một chút ở phía dưới. Như chúng ta sẽ thấy trong chương 5, lưu trữ cho các lập trình viên ảo tưởng rằng bộ nhớ chính là gần như nhanh như hàng đầu của hệ thống phân cấp và gần như là lớn và giá rẻ như dưới cùng của hệ thống phân cấp. Chúng tôi sử dụng một biểu tượng tam giác lớp để đại diện cho hệ thống phân cấp của bộ nhớ. Hình chỉ ra tốc độ, chi phí và kích thước: gần gũi hơn với phía trên, nhanh hơn và đắt tiền hơn cho mỗi bit bộ nhớ; rộng hơn với các cơ sở của lớp, lớn hơn bộ nhớ.Độ tin cậy thông qua sự thừaMáy tính không chỉ cần phải được nhanh chóng; họ cần phải được tin cậy. Kể từ khi bất kỳ vật lýthiết bị có thể thất bại, chúng tôi làm cho hệ thống đáng tin cậy bằng cách bao gồm cả phần dự phòng đócó thể mất hơn khi một lỗi xảy ra và để giúp phát hiện thất bại. Chúng tôi sử dụng tractor-trailernhư là biểu tượng của chúng tôi, kể từ khi lốp kép mỗi bên của nó axels phía sau cho phép xe để tiếp tục lái xe ngay cả khi một lốp xe không. (Có lẽ, các xe tải trình điều khiển đầu ngay lập tức đến một cơ sở sửa chữa vì vậy fl tại lốp có thể fi xed, qua đó khôi phục lại sự thừa!)

Kết quả (Việt) 2:

Làm cho các trường hợp thông thường nhanh
Làm cho trường hợp phổ biến nhanh chóng sẽ có xu hướng để nâng cao hiệu suất tốt hơn so với việc tối ưu hóa các trường hợp hiếm hoi. Trớ trêu thay, những trường hợp phổ biến là oft en đơn giản hơn so với trường hợp hiếm và do đó là oft en dễ dàng hơn để tăng cường. Th là lời khuyên thông thường ngụ ý rằng bạn biết những gì các trường hợp phổ biến là, mà chỉ có thể với thử nghiệm cẩn thận và đo lường (xem Phần 1.6). Chúng tôi sử dụng một chiếc xe thể thao như là biểu tượng cho việc thực hiện các trường hợp phổ biến nhanh, như chuyến đi thông thường nhất có một hoặc hai hành khách, và nó chắc chắn dễ dàng hơn để làm cho một chiếc xe thể thao nhanh hơn một minivan nhanh!

Hiệu suất qua song song
Kể từ buổi bình minh của máy tính, kiến trúc sư máy tính đã tắt đến khía cạnh thiết kế mà có được hiệu suất hơn bằng cách thực hiện các hoạt động song song. Chúng ta sẽ thấy nhiều ví dụ về xử lý song song trong cuốn sách này. Chúng tôi sử dụng nhiều động cơ phản lực của một máy bay như biểu tượng của chúng tôi để thực hiện song song.

Hiệu suất qua pipelining
Một mô hình cụ thể của xử lý song song là rất phổ biến trong kiến trúc máy tính mà nó công tên riêng của mình: pipelining. Ví dụ, trước khi động cơ fi re, một "xô lữ đoàn" sẽ phản ứng với một tái fi, mà nhiều bộ phim cao bồi hiện để đáp ứng với một hành động đê tiện của những nhân vật phản diện. Dân làng e Th tạo thành một chuỗi con người để thực hiện một nguồn nước để fi re, vì họ có thể nhanh hơn nhiều di chuyển xô lên chuỗi thay vì cá nhân chạy tới lui. Biểu tượng đường ống của chúng tôi là một chuỗi các đường ống, với mỗi phần đại diện cho một giai đoạn của các đường ống dẫn.

Hiệu suất qua Dự đoán
Sau khi nói rằng nó có thể được tốt hơn để xin tha thứ hơn để xin phép, các fi nal ý tưởng tuyệt vời là dự đoán. Trong một số trường hợp, nó có thể được nhanh hơn trung bình đoán và bắt đầu làm việc chứ không phải chờ đợi cho đến khi bạn biết chắc chắn, giả định rằng cơ chế để phục hồi từ một misprediction không phải là quá đắt và dự đoán của bạn là tương đối chính xác. Chúng tôi sử dụng quả cầu pha lê các thầy bói như biểu tượng dự đoán của chúng tôi.

Hierarchy of Memories
lập trình viên muốn nhớ để được nhanh chóng, lớn, và giá rẻ, như tốc độ bộ nhớ oft en hoạt hình, năng lực hạn chế kích thước của vấn đề có thể được giải quyết, và các chi phí bộ nhớ hôm nay là oft en phần lớn các chi phí máy tính. Kiến trúc sư đã phát hiện ra rằng họ có thể giải quyết những nhu cầu icting confl với một hệ thống phân cấp của ký ức, với bộ nhớ nhanh nhất, nhỏ nhất, và đắt tiền nhất cho mỗi bit ở cấp trên cùng và bit chậm nhất, lớn nhất, và rẻ nhất trên ở phía dưới. Như chúng ta sẽ thấy trong Chương 5, cache cho các lập trình viên ảo tưởng rằng bộ nhớ chính là gần nhanh như trên cùng của hệ thống phân cấp và gần như là lớn và giá rẻ như dưới cùng của hệ thống phân cấp. Chúng tôi sử dụng một biểu tượng tam giác lớp để đại diện cho các hệ thống phân cấp bộ nhớ. Hình dạng chỉ ra tốc độ, chi phí và kích thước: gần phía trên đầu, nhanh hơn và đắt hơn một chút bộ nhớ; . càng rộng cơ sở của lớp, lớn hơn bộ nhớ

cậy qua Redundancy
Máy tính không chỉ cần phải được nhanh chóng; họ cần phải được tin cậy. Vì bất kỳ lý
thiết bị có thể thất bại, chúng tôi làm cho hệ thống đáng tin cậy bằng cách bao gồm các thành phần không cần thiết mà
có thể đi qua khi có sự cố xảy ra và giúp phát hiện các lỗi. Chúng tôi sử dụng máy kéo rơ moóc
như biểu tượng của chúng tôi, kể từ khi lốp kép trên mỗi bên của axels phía sau của nó cho phép các xe tải để tiếp tục lái xe ngay cả khi một lốp bị lỗi. (Có lẽ, người đứng đầu tài xế xe tải ngay lập tức đến một cơ sở sửa chữa nên fl vào lốp xe có thể được cổ định, qua đó khôi phục lại dự phòng!)