免费午餐结束了吗？[关闭]

在2005 年发表的著名的《免费午餐结束》中，Herb Sutter预测了并发编程革命与面向对象革命一样大。这场革命真的发生在2005年-2013年吗？

本文的重点：

• 处理器制造商已经没有足够的空间来使用大多数传统方法来提高CPU性能。他们没有提高时钟速度，反而转向超线程和多核体系结构。

• 如果应用程序要充分利用CPU吞吐量的增长，它们将越来越需要并发。

• “哦，性能无关紧要，计算机只会保持更快的速度”这句话是错误的。

• 效率和性能优化将变得越来越重要，而不是更少。那些已经可以进行大量优化的语言将会找到新的生命。那些不需要的人将需要找到竞争的方法，变得更加高效和乐观。预计对面向性能的语言和系统的需求将长期增长。

• 编程语言和系统将越来越被迫处理并发问题。我们迫切需要比今天的语言提供更高级别的并发编程模型。

是的，但这要视情况而定。

如果没有同时利用并行硬件和并发性作为程序结构技术，就不能期望编写非同寻常的高性能软件。但是，大多数软件既琐碎又对性能不重要。Web应用程序并没有进行太多的数字运算，CRUD应用程序没有某些模拟和医疗软件的严格计时限制。

尤其是游戏开发人员，需要注意这一点，因为游戏是具有软实时要求的最常见的应用程序类型。问题在手机上很突出，在手机上，您希望从具有两个CPU内核和一个低功耗GPU的集成芯片中榨取尽可能多的计算和渲染功能。这就是很多开发人员正在关注Haskell并等待Rust等语言成熟的另一个原因，我们希望现代硬件具有安全性和性能。

自2005年以来，我们获得了新的和改进的工具，例如OpenCL，CUDA，OpenMP和矢量指令集，可用于以既定语言处理并发和数据并行性。但是，相对的新手从一开始就被设计为通过并发来做更多有趣的事情。

Haskell的并发运行时允许该语言为轻量级并行性（火花）和并发抽象（线程，通道和共享的可变引用）提供丰富的支持。Go和Rust还提供轻量级任务，Go使用通道，Rust使用消息传递。

这些系统提供了内存安全性，高性能的运行时以及针对某些特定种族的静态保护。默认情况下，Haskell和Rust的不变性使并发性易于管理。二郎是在上世纪80年代已经这样做了，但软件和我们如何设计编程系统知识的需求也得到了改善，因为，谢天谢地。

最后，许多现有的语言（我不会说出名字）随时准备拒绝作为编写新软件的可靠选择。它们的复杂性负担和并发抽象差，使其不适合现代应用程序的考虑。我们只是在等待成熟的替代方案。

这里有几个数据点；自己决定是否算是一场革命。

并行硬件

在2005年左右，英特尔和AMD都开始批量生产2核台式x86 CPU（奔腾D和Athlon 64），时钟速度约为3 GHz。

PlayStation 3于2006年发布，其功能单元具有3.2 GHz的8 + 1核。

2006年，GeForce 8系列发布。它由大量（〜100个）通用“流处理器”组成，与图形专用单元相反。大约在2007年，CUDA 1.0规范发布，允许一些通用计算在大规模并行NVidia硬件上运行。

从那以后，这种趋势一直在继续。

假设现在，2013年，英特尔和AMD都提供4、8和16核CPU，时钟速度略高于4 GHz。双核和四核设计普遍用于低功耗设备，例如笔记本电脑和智能手机。

所有这些都是批量生产的消费级日常计算机硬件。

软件

CUDA于2007年发布，然后于2008年发布OpenCL，从而允许在大型（非图形）计算中使用大规模并行GPU。该模型广受欢迎；许多托管公司（例如Amazon）都提供用于一般计算任务的GPU。

Go于2009年发布，具有非常便宜的抢占线程（“ goroutines”），并允许有效地表达高度并发的算法。

Akka工具包于2009年发布，适用于Java和Scala，支持基于角色的并发。

Erlang（一种高度并发的语言）的使用量有所增加。

并发与并行

注意，要利用并行硬件，并不一定需要软件并发，也就是说，要在计算中处理执行线程。并行，非交互过程解决了许多问题，其中每个过程都是传统的顺序程序。

并行处理可以利用更多传统语言和并行框架，例如map-reduce或MPC或OpenMP。对于这样的框架，在同一CPU晶体上存在多个内核在概念上与仅在集群中拥有更多CPU并没有太大的区别。区别主要是速度。

到目前为止没有免费的午餐

在高端，CPU速度仍徘徊在5 GHz左右。随着更好的技术（例如石墨烯晶体管）的出现，频率可能会在未来再次上升，但可能不会很快上升。