1.2 Historische Entwicklung

Bild 1.1 zeigt, daß in den vergangenen Jahrzehnten eine beachtliche Leistungssteigerung möglich war: Etwa alle 5 Jahre verzehnfachte sich die Prozessorleistung.

Entwicklung der Prozessorleistung

Ermöglicht wurde dieser Zuwachs durch eine Beschleunigung der Schaltlogik und durch Fortschritte in der Rechnerarchitektur:

• zunächst bit-seriell, dann bit-parallel,
• E/A-Kanäle entlasten CPU,
• verschränkter Speicher erlaubt gleichzeitige Zugriffe auf mehrere Speicherbänke,
• Speicherhierarchie nutzt zeitliche + räumliche Lokalität
  (Register - Cache - Primär - Sekundär),
• Instruction look ahead lädt Befehle auf Verdacht, da fetch langsamer als decode,
• multiple Funktionseinheiten für INCR, ADD, MULT, SHIFT
  (2 bis 3 gleichzeitig in Aktion),
• Instruction Pipelining
  instruction fetch - decode - operand fetch - execute
• Vektorprozessor für arithmetische Operationen auf Vektoren ( A = B + C )

Ein Ende dieser Zuwachsraten ist abzusehen:

• Pipelining und Vektoroperationen haben einen beschränkten Parallelitätsgrad.
• Aufgrund von elektronischen Prinzipien läßt sich die Taktgeschwindigkeit eines Prozessors nicht mehr beliebig steigern.

Also liegt es nahe, mehrere Prozessoren zusammenzuschalten und sie gemeinsam an einem Problem arbeiten zu lassen. Dies erfordert eine Neuformulierung des verwendeten Lösungsverfahrens als parallelen Algorithmus!