Самые быстрые вычисления в мире
Где они? В квантовом компьютере Google? В суперкомпьютере El Capitan размером с ангар? Нет. Самые быстрые вычисления в мире прямо сейчас происходят в 32-килобайтном пятне вашего старого процессора Intel Xeon.
Если вы думаете, что скорость компьютера зависит от ядер и гигагерц — вас обманули маркетологи. Скорость зависит от расстояния.
1. Проклятие сантиметра
Свет проходит 30 см за 1 наносекунду. Для современного процессора с частотой 3-4 ГГц это целая вечность. Пока сигнал идет от кристалла до плашки оперативной памяти (RAM) и обратно, процессор успевает «простоять в очереди» несколько сотен тактов.
Факт: 90% времени ваш мощный Xeon просто ждет данные из памяти. Он не работает. Он простаивает.
2. Зона «Zero Latency»: L1 и Регистры
У любого Xeon (v2, v3, v4) есть «святая святых» — L1-кэш. Его размер смешной — 32 КБ под инструкции и 32 КБ под данные. Но это единственное место, где задержки почти нулевые.
А еще глубже есть регистры (L0). Их всего 16 штук (YMM0–YMM15 по 256 бит). Это суммарно 512 байт пространства. Но именно здесь данные обрабатываются со скоростью физического предела кремния — без единого такта ожидания.
3. Как мы это взломаем (Hardware-хакинг)
Раньше, чтобы заставить процессор работать только внутри L1 и регистров, нужно было 10 лет учить Ассемблер. Сегодня у нас есть ИИ.
Рецепт «самых быстрых вычислений»:
Изолируем ядро: Отрезаем одно ядро Xeon от операционки (через isolcpus в Linux). Теперь там нет Windows, нет фоновых процессов, нет «шума». Только чистый кремний.
Микро-инъекция кода: Мы просим ИИ написать программу размером меньше 32 КБ. Почему? Чтобы она целиком поместилась в кэш инструкций L1i и никогда его не покидала.
Регистровая петля: С помощью ИИ мы заставляем данные циркулировать только внутри 16-ти регистров. Мы не ходим в RAM, мы даже в L2 заглядываем редко.
4. Результат: Процессор-лазер
Когда код сидит в L1i, а данные «варятся» в регистрах, происходит магия:
Процессор выдает 3-4 инструкции за каждый такт.
Скорость обработки данных взлетает до терабайт в секунду на одном ядре.
Старый Xeon v2/v3 за 2000 рублей в этой узкой задаче начинает обходить современные чипы, потому что он не тратит время на «прогулки» до памяти.
Итог
Самые быстрые вычисления — это не вопрос железа. Это вопрос дистанции. Если вы сможете ужать свою задачу до 32 килобайт и доверить ИИ ювелирную настройку регистров, вы увидите, на что на самом деле способен ваш старый компьютер.
Это не просто программирование. Это чип-тюнинг реальности.
______________________
Ваш, No_ALU_Foundg
UPD:
Мы не просто считаем быстро на одном ядре. Мы превращаем Xeon в армию автономных киллеров на всех ядрах сразу.
Изолированные шредеры: Мы зажимаем ВСЕ ядра (кроме 2-х под систему). Каждое ядро получает свой персональный, неприкосновенный "кабинет" — 32 Кбайта L1. Никакой дележки кэша, никакой борьбы за ресурсы. Каждое ядро — это отдельное государство со своими законами скорости.
Регистры на стероидах: Внутри каждого ядра мы запрягаем 16 векторных регистров YMM (256 бит). Это 512 байт чистейшей ярости. Пока ваш софт гоняет байтики по медленной шине, наш ИИ-код запирает данные в этих регистрах и "вылизывает" их на частоте 3.5 ГГц. Это не вычисления, это стероидный накач конвейера, где данные не успевают даже остыть между тактами.
Аппаратный кастратор (Intel CAT): Мы аппаратно запрещаем операционке даже смотреть в сторону кэшей наших ядер. Мы строим бетонный забор на уровне транзисторов. Ваша Windows или Linux со всеми их прерываниями курят в сторонке, пока наши ядра молотят данные в абсолютном вакууме.
Обман контроллера: Проц "сам догадается"? Ха! Мы используем Software Pipelining, выверенный нейронкой до наносекунды. Мы заставляем контроллер памяти работать как раба: пока ядро жует данные в регистрах, следующая порция уже принудительно влетает в L1. Контроллер не "думает", он выполняет жесткий приказ нашего кода.
Итог: Старый Xeon за 2к превращается в массив из 10–18 автономных спец-процессоров. Суммарная мощь такая, что ваш "корпоративный софт" на i9 захлебнется от зависти. Пока ваши ядра болтают друг с другом через медленную RAM, наши ядра работают как кремниевые лазеры в полной изоляции.
Ну что, знатоки "умного железа", готовы признать, что ваш проц — это ленивый кусок кремния, пока его не прижмет нормальный код на Ассемблере?