等效關係反映了為了維持並行效率不變,增加處理器與增大問題規模這兩個影響並行效率的因素間的關係
在問題的某個並行實現下,記t(n
,p
)t(n,p)
t(n,p)
為使用k個處理器計算規模為n的問題所需時間,t0(
n,p)
t_0(n,p)
t0(n,
p)為使用k個處理器計算規模為n的問題花在通訊和冗餘計算上的時間,問題的等效關係如下:
t (n
,1)≥
ct0(
n,p)
t(n,1)\ge ct_0(n,p)
t(n,1)
≥ct0
(n,
p)其中c =e
/(1−
e)
c=e/(1-e)
c=e/(1
−e),e
ee為並行效率。由於此後的計算關心的主要是函式的量級,不等式中不需要代入e
ee實際計算中,記原序列演算法(也就是原本使用的baseline)的時間複雜度為g(n
)g(n)
g(n)
,通訊時間複雜度為h(n
,p
)h(n,p)
h(n,p)
,可以簡化為
g (n
)≥ch
(n,p
)g(n)\ge ch(n,p)
g(n)≥c
h(n,
p)其中,g和h可以直接用複雜度量級來替換,最高複雜度項的次數可以直接併入c
化簡該不等式得到
n ≥f
(p
)n\ge f(p)
n≥f(p)
此即並行系統的等加速比關係
對於規模為n的問題,記m(n
)m(n)
m(n)
為問題所需的記憶體,則該問題的並行實現的可拓展性函式為
m (f
(p))
/p
m(f(p))/p
m(f(p)
)/p該函式表示,為了保持效率不變,每個處理器所需的記憶體容量如何作為p的函式增加
具有較高量級可拓展性函式的並行實現,其記憶體增加速度更快,將更早抵達機器的實際記憶體,從而可拓展性較差;反之則較好
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