Goulot d’étranglement de Von Neumann

Le goulot d'étranglement de von Neumann est une limitation du débit causée par l'architecture standard des ordinateurs personnels. Ce terme doit son nom à John von Neumann, qui a élaboré la théorie sur laquelle repose l'architecture des ordinateurs modernes. Les ordinateurs antérieurs recevaient des programmes et des données à traiter pendant qu'ils fonctionnaient. C'est Von Neumann qui a inventé le concept d'ordinateur à programme enregistré. Ce modèle est également connu sous le nom d'architecture de von Neumann. L'architecture de von Neumann conserve les programmes et les données en mémoire. Les données se déplacent entre le processeur et la mémoire. Dans cette configuration, la latence est inévitable. Ces dernières années, la vitesse des processeurs a connu une augmentation significative. Les améliorations de la mémoire, quant à elles, ont surtout porté sur la densité - la capacité de stocker davantage de données dans un espace plus restreint - plutôt que sur les taux de transfert. À mesure que les vitesses ont augmenté, le processeur a passé de plus en plus de temps à ne rien faire, en attendant que les données soient extraites de la mémoire. Quelle que soit la vitesse de travail d'un processeur donné, il est en fait limité au taux de transfert autorisé par le goulot d'étranglement. Souvent, un processeur plus rapide signifie simplement qu'il passera plus de temps inactif. Le goulet d'étranglement de von Neumann est souvent considéré comme un problème grave qui ne peut être résolu par des modifications importantes de l'architecture des ordinateurs et des processeurs. Il existe plusieurs approches pour contourner le goulot d'étranglement de von Neumann : La mise en cache est la pratique consistant à stocker les données fréquemment utilisées dans une zone spécifique (généralement la RAM) afin qu'elles soient plus facilement accessibles que la mémoire principale. Le "prefetching" est l'action de déplacer des données vers un cache avant une demande. Cela accélère l'accès lors de la demande. Multithreading : gestion de plusieurs requêtes simultanément dans des threads séparés. La DDR SDRAM est un nouveau type de RAM (mémoire vive), qui peut activer la sortie sur les fronts montant et descendant de l'horloge système, plutôt que sur le seul front montant. Cela peut potentiellement doubler la sortie. RAMBUS : sous-système de mémoire comprenant la RAM, le contrôleur de RAM et le bus (chemin) reliant la RAM au microprocesseur et aux périphériques de l'ordinateur qui l'utilisent. Le traitement en mémoire (PIM) est une méthode d'intégration d'un processeur et d'une mémoire sur un seul microprocesseur. Voir aussi : taux de transfert de données, bande passante, disque dur, instruction, entrée/sortie (E/S), mémoire morte (ROM), Guide rapide de la RAM.