Суть разработки программного обеспечения
— Нужно проделать 500 отверстий в стене, так что я сконструировал автоматическую дрель. В ней используются элегантные точные шестерни для непрерывной регулировки скорости и крутящего момента по мере необходимости.
— Отлично, у неё идеальный вес. Загрузим 500 таких дрелей в пушку, которые мы сделали, и выстрелим в стену.

Я занимаюсь программированием уже 15 лет. Но в последнее время при разработке не принято думать об эффективности, простоте и совершенстве: вплоть до того, что мне становится грустно за свою карьеру и за IT-отрасль в целом.

Для примера, современные автомобили работают, скажем, на 98% от того, что физически позволяет нынешняя конструкция двигателя. Современная архитектура использует точно рассчитанное количество материала, чтобы выполнять свою функцию и оставаться в безопасности в данных условиях. Все самолёты сошлись к оптимальному размеру/форме/нагрузке и в основном выглядят одинаково.

Только в программном обеспечении считается нормальным, если программа работает на уровне 1% или даже 0,01% от возможной производительности. Ни у кого вроде нет возражений.

Современная DDR3 SDRAM. Источник: BY-SA/4.0 by Kjerish

Во время недавнего посещения Музея компьютерной истории в Маунтин-Вью моё внимание привлёк древний образец ферритовой памяти.


Источник: BY-SA/3.0 by Konstantin Lanzet

Разумно было бы предполагать, что для ядра довольно легко будет ничего не делать – но это не так. На конференции Kernel Recipes 2018 Рафаэль Высоцкий рассказал о том, чем занимаются процессоры, когда им нечего делать, как это обрабатывает ядро, какие у текущей стратегии есть проблемы, и как его недавняя работа над циклом бездействия улучшила ситуацию с энергопотреблением систем, которые ничего не делают.

Цикл бездействия, одна из подсистем ядра, которую поддерживает Высоцкий, управляет тем, что делает CPU, когда ему не нужно исполнять никаких процессов. Высоцкий очень точно дал все определения: CPU – это такая сущность, которая может принимать инструкции из памяти и выполнять их одновременно с другими сущностями в той же системе, занимающимися тем же самым. На простейшей однопроцессорной системе с одним ядром этим ядром является CPU. Если у процессора несколько ядер, то каждое из этих ядер – CPU. Если у каждого из ядер есть несколько интерфейсов для одновременного исполнения инструкций – Intel называет такую систему "гиперпоточностью" – тогда каждый из этих потоков будет CPU.

Стало интересно, как же именно достигается атомарность операций. Кому интересно — добро пожаловать под кат.