CPUgebonden

CPUgebonden verwijst naar een situatie waarin de centrale processor (CPU) de belangrijkste bottleneck vormt voor de prestaties van een programma of systeem. Bij CPUgebonden taken wordt de doorvoersnelheid voornamelijk bepaald door de snelheid en het aantal bewerkingen dat de CPU kan uitvoeren, terwijl wachttijden door input/output, geheugenlatentie of netwerkvertragingen relatief weinig invloed hebben.

Identificatie van CPUgebonden gedrag gebeurt meestal via monitoring en profiling. Hoge CPU-belasting, vrijwel constante benutting op of nabij 100%, en beperkte I/O-wachttijden wijzen op een CPU-bound proces. Tools zoals systeemmonitors, profilers en performance counters helpen bij het meten van CPU-gericht gedrag zoals instructies per cyclus, cachemisses en parallellisme. Voorbeelden van CPU-bound taken zijn intensieve numerieke berekeningen, encryptie, compressie en wetenschappelijke simulaties.

Optimalisatie van CPUgebonden workloads richt zich op efficiënter gebruik van de CPU. Mogelijke strategieën zijn: algoritme- of code-optimalisatie om het aantal bewerkingen te verminderen; parallelisatie over meerdere cores of threads; gebruik van SIMD-vectorisatie om meerdere gegevens tegelijk te verwerken; verbeteren van geheugenlokalisatie en cache-efficiëntie; en het inzetten van geoptimaliseerde bibliotheken. In sommige gevallen kan hardwareversnelling (bijvoorbeeld GPU, FPGA) aantrekkelijk zijn om de rekentaken buiten de CPU te plaatsen, maar dit vereist vaak significante aanpassingen aan de software.

Zie ook: I/Obound, Amdahl’s wet, profilering en prestatie-optimalisatie.