FEコンピュータ構成要素 · プロセッサ

アムダールの法則

Amdahl's Law

あむだーるのほうそく

並列化による高速化の限界を示す法則。プロセッサをいくら増やしても、全体の性能向上は並列化できない部分の割合に頭打ちにされる。並列化率が9割でも、最大10倍までしか速くならない。

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他の資格での定義

並列化による高速化の上限は、並列化できない部分の割合によって決まるという法則。逐次処理の比率が1割あればプロセッサをいくら増やしても速度向上は10倍を超えられず、並列化の投資判断の根拠となる。

Past Exams

過去問で 6 回出題（応用情報技術者試験 1・システムアーキテクト試験 1・ネットワークスペシャリスト試験 1・データベーススペシャリスト試験 1・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 1・高度試験午前Ⅰ 1）

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

フリンの分類における1命令1データ方式。1つの命令で1つのデータを処理する逐次処理型のアーキテクチャ。従来の単一プロセッサによる処理方式。

フリンの分類における1命令多データ方式。1つの命令で複数のデータを同時に処理する並列処理アーキテクチャ。画像処理や科学技術計算で効果的。GPUの基本的な処理方式。

複数のプロセッサが1つの主記憶を共有し、1つのOSが全体を制御する構成。プロセッサ間のデータ受渡しが速いが、共有メモリへのアクセスが集中するためプロセッサ数を増やしても性能が伸びにくい。

各プロセッサが自分の主記憶とOSを持ち、通信で連携する構成。台数を増やしやすく拡張性が高いが、プロセッサ間のデータ受渡しに通信の時間がかかる。クラスタやグリッドがこの形態にあたる。

複数のCPUコアを1つのチップに搭載したプロセッサ。並列処理による性能向上が可能だが、組込みシステムではコア間の排他制御やリアルタイム性の保証が課題となる。AMP（非対称型）とSMP（対称型）の構成がある。

コンピュータの中枢部品で、プログラムの命令を解読・実行する装置。制御装置と演算装置で構成される。クロック周波数やコア数が性能に影響する。中央処理装置とも呼ばれる。