Люди в депрессии часто отмечают, что тяжело вспомнить, на что была похожа депрессия после того, как она кончилась, и невозможно представить себе, что ощущаешь себя как-то иначе, когда ты находишься на ее пике. Поэтому большая часть того, что я сейчас тут пишу, основывается на том, что я писал, когда переживал масштабные эпизоды депрессии. Думаю, самым ярким моим описанием было то, что депрессия — это «лежать посреди горящей пустыни с копьем в груди, которое приковывает тебя к земле, с вырезанными глазными яблоками, пялящимися на полыхающее солнце… вечность».

2. Выход из депрессии – самое опасное время. Выход из депрессии, понял я, — это как снова включить свою эмоциональную систему. Но, будучи заново включенной, она плюется и взрывается. Ты ощущаешь себя невероятно чувствительным. В некоторые дни ты чувствуешь ликование, словно летаешь. В другие ощущаешь черное отчаяние, ярость, истерическую грусть. Именно в такие дни я впервые в жизни всерьез думал о том, чтобы навредить себе. В эти периоды я сделал несколько… неразумных вещей.

Одним из самых неприятных эпизодов, на мой взгляд, явилось то, что, как я слыхал, называют «спиралью», — поток отрицательных эмоций заставляет тебя чувствовать, что ты огорчаешь окружающих, что вызывает еще больше отрицательных эмоций и так далее. Я часто испытываю это на выходе из депрессии. Это накатывает очень стремительно. Если вы видите, что это происходит с человеком в депрессии, как можно скорее избавьте его от больших скоплений людей и требующих большого количества энергии социальных ситуаций.

3. Человеку в депрессии не нужны хорошие слушатели, сочувствующие или жилетка, в которую можно плакаться. Чаще всего, когда у наших друзей возникают проблемы в жизни, им нужно, чтобы их выслушали и им посочувствовали. Им нужен кто-то, кто бы выслушал их проблемы, понял и принял обоснованность их переживаний. Поэтому когда у друга депрессия, естественный порыв — сесть рядом с ним и выслушать, спросить «на что это похоже?» и «почему ты ощущаешь себя именно так?», покивать, сделать озабоченное лицо, сказать, что ты понимаешь (даже если это не так), обнять. Это хороший импульс, но когда у человека скорее депрессия, чем грусть, это абсолютно неуместный порыв. Это не то, в чем нуждается человек в депрессии, и хотя это не вредит ему, по моему опыту, ничего хорошего это тоже не приносит. Во-первых, потому что люди с депрессией склонны полагать, что никто на самом деле не способен понять, что они переживают (и это действительно так – человеку без депрессии очень тяжело понять, слава Богу). Во-вторых, тогда как нормальному человеку в печали высказывание отрицательных мыслей помогает изгнать их, для человека в депрессии транслирование негативных мыслей лишь вынуждает их продумывать эти негативные мысли, а не изгонять их. Кроме того, отсутствие эмоциональной связи, которое я упоминал в пункте 1, имеет свойство замыкать теплое, доброе чувство, обычно возникающее от того, что кто-то тебе сочувствует и проявляет дружелюбие.

4. Люди в депрессии нуждаются в компании. Общество людей почему-то помогает. На самом деле, это единственное, что помогает больше всего. Но не такая компания, которая нужна человеку в печали. Человеку в депрессии необходимо просто разговаривать с людьми, не о его проблемах, негативных мыслях или депрессии, а о чем-то другом – о музыке, животных, науке. Самым полезным предметом для разговора, обнаружил я, оказался всякий вздор – просто говорить об абсолютно нелепых вещах, похабных вещах, вульгарных и оскорбительных вещах, странных вещах. Совместная деятельность, типа пойти в поход или позаниматься спортом, тоже ОК, но разговоры – гораздо, гораздо важнее. Я так и не понял, в чем тут штука, но это работает.

И разумеется, очень важны отношения. Друзья, думаю, это самое важное, потому что дружба дает шанс пониманию и положительному взаимодействию без особого ощущения обязательств или стыда (см. Пункт 6). Семья и возлюбленные — это важно, но, правда, в этих отношениях должна преобладать дружеская составляющая, так, чтобы человеку в депрессии не приходилось постоянно думать неприятную мысль о том, что они его огорчают.

По сути, чтобы помочь подавленному человеку, друзья должны начать вести себя как члены семьи, а родные – скорее, как друзья. Кроме того, следует осознавать, что если твой друг или родственник в депрессии не особо реагирует, это не означает, что ты не помогаешь ему.

5. Когнитивно-поведенческая терапия и правда помогает. Я принимал антидепрессант (Lexapro), но он не оказал на меня никакого ощутимого эффекта. Это не означает, что антидепрессаны в целом не действуют; за такой информацией обращайтесь в базу данных PubMed. Я рассказываю лишь о своем опыте. Лично мне помогла когнитивно-поведенческая терапия. «Когнитивная часть» имеет наибольшее значение. По сути, люди в депрессии страдают от негативных мыслей, которые они не могут от себя отогнать; когнитивная терапия учит обыденно идентифицировать, изучать и корректировать эти негативные мысли. Это и правда помогает; как только эти мысли перестают мелькать незамеченными на задворках твоего сознания, мозгу гораздо легче становится устранять последствия ущерба, нанесенного эпизодом депрессии. Кроме того, «поведенческая» терапия может улучшить ваш образ жизни.

Лучше, если когнитивно-поведенческую терапию проводит психотерапевт, и хороших терапевтов действительно много, хотя есть и паршивые. Легко понять, какой хорош, а какой паршивый, но поскольку люди в депрессии слабовольны, иногда им нужен пинок для того, чтобы отказаться от плохого терапевта и начать искать хорошего.

6. Человеку в депрессии может понадобиться новый «нарратив». Я также называл это новой перспективой, но думаю, что «нарратив» больше подходит. Я долгое время обсуждал свою «нарративную теорию депрессии» с психотерапевтами. Не забывайте, что эта моя теория может быть неверной, и даже если она верна, она может быть верной лишь в случае одной конкретной разновидности людей с депрессией!

По сути, я считаю, что самой важной постоянной негативной мыслью, которая беспокоит человека в депрессии, является отрицательная самооценка. Вы очень отстраненно думаете: «Человек, которого я называю мной – никчемный человек». А я считаю, что главный критерий, по которому мы оцениваем людей, это нарратив; история, которая складывает воедино и придает смысл жизни человека. Понятно, что это не реалистичный или точный метод; люди не последовательны, мы не просты, и в нас нет смысла. Нарративы, истории, которые мы сооружаем сами для себя, — обычно полная чушь. Мы их сочиняем, потому что хотим придать миру смысл, а не как рациональные научные теории, которые наилучшим образом объясняют имеющиеся данные.

Мне кажется, что большинство людей сочиняют из своей жизни нарратив, который в общем и целом является позитивным. Человек склонен полагать, что он хороший, а также талантливый и особенный, и что вся его жизнь стремится к какой-то цели. Каждый из нас — главный герой своей собственной истории. Этот нарратив дает людям мотивацию, а также самоуверенность, которая нужна для того, чтобы идти на риск и прилагать усилия (ха, я умудрился впасть в бихевиористский дискурс!). А также люди пытаются соответствовать своим положительным нарративам. Тот элемент в человеке, отвечающий за самооценку – компонент, который осуществляет «внутреннюю проверку функционирования», если хотите, — следит за тем, насколько человек живет в соответствии с позитивным нарративом, и пытается корректировать отклонения.

Однако иногда почему-то некоторые люди начинают фиксироваться на негативном личном нарративе. Вместо главного героя истории своей жизни ты становишься злодеем или трагическим неудачником. Вместо Люка Скайуокера ты становишься Эдипом. И, поскольку мы сочиняем свои нарративы для того, чтобы иметь фальшивую логику, отрицательный нарратив начинает окрашивать абсолютно все, что ты делаешь. Любое свое действие ты начинаешь воспринимать как подкрепленное дурными мотивами или как обреченное на провал. Любую свою эмоцию ты воспринимаешь как неполноценную и достойную порицания. Часть тебя, которая отвечает за «внутреннюю оценку функционирования», чьей задачей обычно является идти в ногу с позитивным нарративом, начинает разводить руками и мечтать о том, чтобы окончательно от тебя избавиться.

Понятно, что это может привести к очень нехорошим вещам.

Я думаю, что многие люди с депрессией постоянно страдают от сокрушительного негативного фидбэка негативного нарратива. И я обнаружил, что единственная вещь, которая всерьез помогает людям выходить из депрессии — это ликвидация негативного нарратива и замена его альтернативным, положительным нарративом. Обычно это возможно, потому что в большинстве своем нарративы сооружаются из всякой ерунды – замените плохую чушь на хорошую чушь, и вы одержите победу. Однако сказать гораздо легче, чем сделать.

Если твой друг в депрессии, теоретически ты можешь помочь ему сочинить новый позитивный нарратив. Однако сделать это очень сложно, потому что связный, правдоподобный нарратив встречается редко, и никогда не знаешь, что налипнет, а что нет. Хорошая новость в том, что если ты попытаешься и потерпишь провал, твоему другу с депрессией хуже не станет. Помни, люди в депрессии слабовольны, у них нет воли и они безынициативны; чтобы помочь своему другу сочинить новый нарратив, надо действовать на упреждение. Тебе надо спонтанно предлагать положительные взгляды на его или ее жизнь без того, чтобы тебя об этом просили.

Это противоречит социальным инстинктам, поскольку в случае с нормальным и печальным другом без депрессии это не очень-то работает; другу надо, чтобы ты его просто выслушал и понял, а не противоречил, интерпретировал по-своему и отбрасывал его страдания. Но человек в депрессии не печален, и то, что необходимо ему, сильно отличается от того, что нужно печальному человеку без депрессии. Я не говорю, что нужно быть агрессивным козлом и упрекать своего друга за то, что он думает плохие мысли. Я также не говорю, что нужно проецировать фальшивый радужный оптимизм в отношении жизни своего друга. Нужно гораздо больше откровенности, не говоря уж о деликатности, инициативности и осторожных догадках о природе «негативного нарратива» твоего друга. Так что действуй медленно и осторожно.

Что касается самого положительного нарратива, который следует помочь сочинить для друга… Ну, он может быть очень разным для каждого отдельного человека, и зависит от того, какой негативный нарратив они создали сами для себя. В целом, однако, я бы сказал, что полезно может быть дать новое толкование прошлым «неудачам», это нужный шаг на пути к будущему успеху. Полезно подчеркивать, что у человека в депрессии есть много потенциала для будущего – как в фильме «Городские пижоны» (City Slickers), когда Билли Кристал (Billy Crystal) убеждает своего друга с депрессией в том, что ему надо сделать «ремонт» своей жизни. В целом, если помочь человеку в депрессии визуализировать другое, положительное будущеее, он или она начнет придерживаться мысли о том, что его или ее прошлые «ошибки» были лишь вторым актом в пьесе из трех актов, а не последним действием в греческой трагедии.

Итак, я не утверждаю, что создание «нового нарратива» является лекарством от депрессии. Оно дополняет вещи типа когнитивно-поведенческой терапии, постоянного взаимодействия без давления, здорового образа жизни и так далее.

7. Человек в депрессии должен быть бдительным в том, что касается возможности рецидива. Депрессия — она, как рак, – она может уйти — возможно, навсегда, — но «излечиться» невозможно. Рецидивы не обязательны, но опасность всегда будет сохраняться. Поэтому, восстановившись после эпизода депресссии, человек должен изменить свою жизнь окончательно и бесповоротно. Ты теперь все время, всю оставшуюся жизнь должен делать вещи, которые помогли тебе выбраться из депрессии. Нужно постоянно делать упор на контакты с людьми и значимые, положительные, здоровые отношения всех родов. Нужно постоянно думать о том, что делает тебя счастливым и как этого добиваться, и все время делать шаги к позитивному будущему, которое ты сам для себя обрисовал. Если ты позволишь себе плыть по течению или застрять в колее, ты снова провалишься в яму, и все придется начинать сначала. Если тебе помогла терапия, ходи теперь на терапию всегда. Более того – если ты выбрался из депрессии, делай все время теперь так, чтобы все напоминало тебе о том, как ты из нее выбрался. Преврати это в историю личного успеха, и повторяй историю себе самому. И не забывай укреплять, цементировать, разукрашивать и разрабатывать положительный нарратив своей жизни.

Как бы то ни было, это была краткая версия моих соображений по поводу депрессии. Длинная версия может занять несколько книг. Может быть, когда-то я ее и изложу. А ты тем временем помни, что депрессия реальна. Это одна из самых ужасных вещей, которые могут с тобой произойти. Но победить ее можно.

Ноа Смит, оригинал, перевод.

Появление на недавно отгремевших CES и MWC первой волны Android-смартфонов на двухядерных процессорах, а также слухи о том, что таковые скоро поселятся и в новых мобильных продуктах Apple, привели к тому, что в Сети посыпались высказывания на тему «Что многоядерность дает, и вообще — кому все это нужно?». Надо сказать, что мнения эти очень разнообразны и, к сожалению, многие из них элементарно безграмотны. Люди просто до конца не понимают — что такое многоядерность и с чем ее едят бедные программисты. Собственно, именно ради просвещения широких, но темноватых масс (а еще в робкой надежде, что это доброе дело зачтется мне на Страшном Суде) я и решил написать этот материал.

Начать, как водится, придется издалека.

Кризис жанра

Тот фантастический темп, в котором идет развитие всей IT-отрасли последние …надцать лет, был предсказан почти полвека назад, в далеком 1965 году (всего лишь через шесть лет после изобретения интегральной микросхемы) Гордоном Муром и всем хорошо известен как эмпирический закон имени его самого. Читатель 3DNews со стажем знает закон наизусть, но для новичков все же напомню: Мур предрек, что число транзисторов на одном кристалле будет удваиваться каждые два года. И вот тут хотелось бы отметить один интересный нюанс. Применительно к «обычным процессорам» (можно взять любого представителя древнейшего рода x86, который с ненулевой вероятностью стоит в компьютере практически каждого читающего эту заметку человека), простой рост числа транзисторов напрямую никак не сказывается на его производительности. Куда более значимым параметром выступает частота, на которой эти транзисторы работают. Если мы посмотрим на историю развития процессоров с архитектурой x86, то увидим, как рост числа транзисторов сказывался на общей производительности, чаще всего косвенным образом. Вспомним несколько вех:

• Увеличение разрядности (32-х разрядность в 386-ом, современная 64-х разрядность). Прирост идет за счет того, что на уровне отдельных команд вы можете манипулировать бОльшим объемом данных
• Усложнение логики исполнения потока команд, спекулятивное исполнение, появление множества однородных исполнительных устройств. Суть всех этих нововведений позволяет процессору в линейном потоке инструкций выполнять одновременно несколько идущих друг за другом команд.
• Появление наборов новых инструкций, от MMX, который помнят исключительно старожилы вроде меня, до SSE черт-знает-уже-какой версии. Суть очень похожа на рост разрядности: команды из этих расширений умеют манипулировать данными большой разрядности (корректнее сказать, это операции над массивами данных).
• Перенос FPU из отдельного чипа прямо на кристалл к процессору (кто-то еще помнит такое слово — «сопроцессор»?). Очевидно, что более тесная интеграция хорошо сказалась на производительности.
• Рост объемов кеш-памяти. Читаем — снижение числа обращений в медленную внешнюю память.
• И наконец многоядерность, о которой мы и будем сегодня говорить.

Как видите, направлений для траты транзисторов было очень много, но, к сожалению, не все из них позволяют ускорить уже существующие программы. Когда вы делаете очередной апгрейд системы, есть желание получить результат здесь и сейчас, а не выслушивать от производителя процессора добрые сказки о том, что ваш любимый математический пакет написан неправильно, ибо не использует SSE, не критичен к объему кеша и не понимает прелестей многоядерности. И именно поэтому ваш новенький восьмиядерный процессор, в котором транзисторов в шесть раз больше, чем в старом, даст прирост при использовании этой программы в каких-то жалких два раза… Рост эффективности исполнения команд процессорным ядром — это весьма и весьма небыстрый процесс (и 5% прироста на мегагерц при смене поколения — это очень хорошая цифра). Поэтому долгие годы, до наступления кризиса в этой сфере и прихода эры многоядерности, рост производительности шел в основном за счет тактовой частоты. Тут все просто и понятно: заставил процессор, даже без всяких нововведений в области его архитектуры, работать на более высокой тактовой частоте — получил пропорциональный рост производительности. Причем, заметьте, даже для старых приложений.

О том, что расти старыми темпами вверх по частоте до бесконечности не получится, в законодателе мод, компании Intel, задумывались еще в эпоху первого поколения Pentium. И понятно, что если не получается расти в высоту, то единственный способ роста — в ширину. Примерно в то время появился упомянутый выше набор инструкций для работы с массивами данных MMX. И именно в те годы в недрах компании начинают ковать процессор с принципиально новой архитектурой — создается семейство Itanium, которое управляется «широкими» инструкциями с так называемым явным параллелизмом (EPIC). Более того, перспективы роста в рамках x86-архитектуры в те годы казались настолько туманными, что на архитектуру Itanium предполагалось пересадить всю индустрию ПК (именно поэтому эти процессоры умели эмулировать x86 набор инструкций — планировался долгий «переходный период»).

Как я уже писал, рост по частоте — это самый простой и заманчивый способ обеспечить прирост производительности процессоров. В конце 90-х инженеры Intel придумали архитектуру NetBurst, и тогда некоторым из них показалось, что кто-то Большой надежно схвачен за бороду. Самым юным читателям этой заметки напомню: в свое время руководитель СССР Никита Хрущев обещал советским людям коммунизм в отдельно взятом государстве к 1980 году, а Intel прогнозировала к 2010 году процессоры с частотой в 10 ГГц в практически каждом отдельно взятом ПК.
Как мы теперь знаем, оба прогноза не сбылись. А жаль, красивые были! На практике NetBurst масштабировался совсем не так хорошо, как представлялось поначалу. С одной стороны, рост частоты приводил к чрезмерным потреблению мощности и выделению тепла. С другой — архитектура процессора для работы на этих частотах требовала введения все большего и большего числа стадий конвейера, что самым прямым образом сказывалось на эффективности работы процессора в пересчете на один мегагерц (подробнее об этом можно почитать здесь).

Как мы знаем, последователи NetBurst в один ничем не примечательный день были объявлены еретиками, корпорация вспомнила о старой-доброй архитектуре P6, и показанный публике Core 2 Duo ознаменовал собой начало новой эры — эры роста процессоров не в высоту, а в ширину.

Какого впечатляющего роста можно добиться за счет «роста в ширину» лучше всего проиллюстрировать с помощью следующего графика (взято отсюда. Там же, кстати, есть интересная картинка с эффектом застывшей на много лет в районе 3.4 ГГц частоты процессоров Intel).
На нем мы видим рост производительности обычных процессоров (CPU) и графических процессоров (GPU) в области вычислений с плавающей точкой за последние 10 лет.

Параллельная по своей сути природа построения 3D-изображений (а также относительная простота используемых при этом алгоритмов) позволила GPU уйти в такой отрыв, что современным процессорам общего назначения остается только, раскрыв рот, смотреть на эту стремительно растущую кривую. С такой же эффективностью использовать дополнительные транзисторы, которые из года в год индустрии дарит пока еще работающий закон Мура, разработчики CPU, увы, не могут.

Итак, в середине 2000-х наступил кризис роста по частоте, производители процессоров подняли руки вверх и сказали «Мы сделали все что могли! Против законов физики не попрешь. Теперь ваше слово, товарищи программисты!»

О том, в какую головную боль разработчиков вылилось бессилие производителей железа, — в продолжении нашего рассказа.

Глазами программиста

Собственно, эта статья затевалась в первую очередь для того, чтобы на пальцах объяснить, что представляет из себя многоядерность с точки зрения простого программиста, которому с ней, родимой, очень нужно подружиться. Объяснить попытаюсь так, чтобы понял даже ортодоксальный гуманитарий, прогулявший (исключительно по религиозным соображениям) все до единого уроки информатики в школе.

Но для начала надо вспомнить, что такое многопоточность (aka multithreading).

Думаю, практически любой человек, работавший с Windows, знает, что это многозадачная ОС (нет, я почти не иронизирую, когда это пишу). Для простого смертного сие обычно означает, что он может одновременно паковать zip-архив, слушать музыку и при этом еще и набивать текст в Word. Если говорить строго формально, с точки зрения операционной системы, то в данном случае одновременно работает несколько процессов. Процесс — это, грубо говоря, «программа», главной особенностью которой является выделенное только ей одной собственное виртуальное пространство в памяти, изолированное от аналогичных пространств других процессов в системе (это сделано для того, чтобы ошибки одной программы не сказывались на работе других программ, работающих с ней одновременно). Так вот, на самом деле описанная выше иллюзия одновременной работы нескольких программ достигается не на уровне отдельных процессов, а на более низком уровне — на уровне так называемых потоков, или нитей (aka threads). Нить — это независимый поток исполнения команд процессором. Каждый процесс в системе имеет минимум один такой поток, но на практике обычно нитей больше чем одна. Для того, чтобы узнать, сколько у того или иного процесса нитей, можно воспользоваться «диспечером задач». Нажмите Ctrl-Alt-Del, выберите вкладку «процессы». В меню «вид», «выбрать столбцы» выберите столбец «счетчик потоков». Теперь можно узнать, у какого процесса сколько потоков. Например, в момент написания этой заметки у процесса explorer.exe (это всем известный «проводник») создано 11 нитей.
Концепция нитей и само понятие многопоточности были придуманы очень и очень давно. Еще во времена, когда все процессоры были исключительно одноядерными, а про частоты, на которых они при этом работали, даже смешно говорить. Придумано это было вот зачем. Во-первых, с помощью такого механизма операционная система создавала пользователю описанную выше иллюзию многозадачности. Во-вторых, есть целый ряд случаев, когда механизм очень сильно помогает программисту даже в рамках работы одной программы — именно поэтому типичный процесс в Windows редко имеет всего лишь один поток.

По второму пункту приведу несколько простых и понятных примеров.

Вы открыли несколько вкладок в браузере, и они грузятся одновременно. Процесс загрузки одной веб-страницы — действие независимое и самодостаточное, поэтому обычно загрузку каждой вкладки обслуживает как минимум один поток, специально созданный для этой цели.

Вы набираете или просматриваете текст в Word, при этом в фоне происходит проверка орфографии. Код проверки текста обычно обслуживается отдельным потоком, также специально для этого предназначенным.

Вы смотрите на окно музыкального плеера. Музыку играет отдельный поток. А визуализацию (например, спектр сигнала) рисует другой поток.

Существуют и более сложные примеры. Так, в операционных системах реального времени (RTOS) с помощью механизма вытесняющей многопоточности определяют важность реагирования и обслуживания того или иного события во внешнем мире (речь при этом идет о приоритетах исполнения того или иного потока).

Еще раз замечу, что технология многопоточности была придумана очень давно и тогда же отлично себя зарекомендовала. На уровне программы, выполняющей несколько потоков, абсолютно все равно, сколько реальных физических ядер в компьютере, на котором она в данный момент выполняется.

Количество физических ядер в процессоре сказывается лишь на одном факте — сколько разных потоков одновременно (по-честному одновременно!) система может исполнять в один момент времени.

Если ядро у вас только одно, а потоков, которые необходимо исполнять, много, ОС создает иллюзию того, что эти потоки выполняются одновременно. Делается это самым банальным образом — какой-то небольшой промежуток времени (обычно порядка 50-100 мс) выполняется один поток, потом на точно такой же промежуток времени управление передается другому потоку и так далее. Если ядер у нас N, то наблюдается аналогичная картина — потоки по очереди выполняются на всех доступных ядрах. При этом надо помнить, что процесс переключения с потока на поток отнюдь не «бесплатен», и сам факт такого переключения снижает общий КПД потоков.

Для чего программисты в своих приложениях используют потоки естественным образом, я написал выше, а сейчас хотел бы рассказать, как на практике распараллеливаются изначально линейные (монолитные) задачи.

Представим себе, что необходимо решить следующую задачу: посчитать среднюю температуру (нет, не по больнице) воздуха за последние 100 дней (и не спрашивайте меня, зачем программистам дают такие глупые задания!).

Наши исходные данные (сотня значений температуры) хранятся в массиве. Для прогульщиков информатики объясняю: массив — это такой упорядоченный набор данных, где по индексу (фактически, порядковому номеру элемента массива) можно получить значение этого элемента. Если наш массив называется temperatures, то temperatures[1] даст нам первое значение, а temperatures[100] — соответственно — последнее.

Все, что нам нужно сделать, чтобы решить эту очень сложную задачу, это просуммировать все значения в массиве и разделить их на 100 (именно так считается, если что, среднее арифметическое).

В коде это будет выглядеть примерно так:

temperatures[100] (по слухам, в этом массиве лежат наши значения температуры)

sum = 0 (переменная для накопления суммы всех элементов массива)

for i = 1 to 100 do sum = sum + temperatures[i] (i меняется от 1 до 100, таким образом, мы пробегаемся по каждому элементу массива и добавляем его к нашей сумме)

result = sum / 100 (ответ — это наша сумма, деленная на 100)

print(result) (печатаем на экран результат!)

Теперь представим себе, что мы хотим решить нашу задачу в два потока.

Мы должны написать что-то в таком роде:

temperatures[100] (вы должны помнить, что это такое, из предыдущего примера)

sum1 = 0, sum2 = 0 (переменные для накопления суммы первой и второй половины массива)

thread1 = RunSumInThread(temperatures, 1, 50, sum1) (создать поток, который посчитает сумму элементов массива temperatures от 1-го до 50-го и запишет результат в sum1)

thread2 = RunSumInThread(temperatures, 51, 100, sum2) (то же самое, но считаем элементы с 51 по 100-й и пишем в sum2)

WaitFor(thread1 and thread2) (дожидаемся, пока наши потоки thread1 и thread2 сделают свою грязную работу)

result = (sum1 + sum2) / 100 (старательно рассчитываем среднее, учитывая, что общая сумма элементов массива есть sum1 + sum2)

print(result) (программа без print, как свадьба без мордобоя!)

Спешу вас обрадовать! Если вы поняли хотя бы треть из вышеприведенной абракадабры, то, при внезапном увольнении с текущей работы, с голода вы точно не помрете — можете смело идти работать программистом 1С!

Еще раз пробежимся по второму примеру (только не говорите, что вы не поняли даже первый). Смысл в том, что мы запускаем расчет суммы массива в два разных потока, один считает сумму первой половины массива (первые 50 элементов), второй — сумму второй половины (мне подсказывают, это элементы с 51-го по сотый).

Теперь самое интересное.

Программа будет работать равноуспешно на системе с любым количеством ядер. В случае если у вас всего лишь одно ядро, то программа будет работать чуть хуже, чем наш первый однопоточный вариант. Зато если у вас два ядра, то — теоретически — задачу вы посчитаете в два раза быстрее, так как в системе появляется два потока (главный поток, создавший эти два потока-задания, ложится спать, ожидая окончания выполнения потоков), каждый из которых можно отдать на исполнение физическому ядру процессора, то есть выполнять их одновременно. PROFIT!

Перед тем как выполнять все эти скучные температурные расчеты, вы можете спросить у операционной системы, на которой в данный момент работает ваша программа, а сколько, собственно, процессорных ядер у нее за душой? Она говорит — ядер у нас N. Тогда вы разбиваете исходный массив на N частей, считаете его в N потоков и тем самым загружаете процессор полностью! (Поздравляю! Теперь вы 1С-программист, который еще и умет писать эффективные многопоточные приложения!)

Но шутки в сторону! Практическая часть этой заметки подошла к концу, и мы с вами переходим к заключительной части.

Ложка дегтя

На первый взгляд, даже измученному сессией студенту-филологу может показаться, что писать программки для метеорологов, на 100% использующие возможности современных многоядерных процессоров, проще простого. Огорчу вас. Это, мягко говоря, не так.

Во-первых, само по себе многопоточное программирование довольно сложная и коварная штука, и у многих программистов есть проблемы с возможностью представить себе в голове, как программа будет работать на самом деле. Вследствие этого, многопоточные приложения обычно подвержены появлению в них очень тонких и неочевидных ошибок, которые трудно воспроизвести и обнаружить (любознательные бегут в поисковик с запросами deadlock и race condition).

Момент второй — переход от линейного решения задачи к многопоточному его варианту, который был бы при этом еще и эффективнее линейного, чаще всего есть весьма и весьма нетривиальная задача. Код такого решения почти всегда объемнее и сложнее линейного кода, а значит его дольше писать, сложнее отлаживать и дороже сопровождать. Более того, в мире существует огромное число задач, которые крайне неохотно поддаются распараллеливанию (даю подсказку, это такие, где каждый последующий шаг вычисления жестко завязан на результат работы предыдущего).
В общем, умение писать хорошо масштабирующие по количеству ядер программы — это целое искусство.

Лучшие умы человечества бьются над тем, чтобы упростить написание подобного рода программ. К примеру, есть целый класс языков программирования (так называемые функциональные языки), код на которых автоматически можно выполнять на любом количестве ядер. Одна проблема — языки эти довольно специфичны, они не очень хорошо подходят для решения целого ряда задач, и их доля на рынке колеблется в районе жалких пары процентов. Замечу, что, в противоположность экзотическим функциональным языкам программирования, существует целый ряд современных и популярных языков, которые вообще не поддерживают эффективную многопоточную модель. Например, к таким относится Python и Ruby.

А теперь хотелось бы вернуться к тому, с чего я начал этот материал — к теме двухъядерных мобильных устройств. Почему производители начали растить свои процессоры вширь, а не в высоту, я подробно описал в первой части, теперь надо объяснить — почему по этой же проторенной дорожке вынуждены пойти производители мобильных решений. Как мы знаем, потолок частоты, которого достигли сегодня в мобильных одноядерных системах с ядром ARM, чуть больше 1 ГГц. Вроде бы не так много, по меркам 3+ ГГц, за которые мы шагнули на десктопах. Однако в мобильном мире есть два важных нюанса, предопределивших переход на многоядерность именно на этом рубеже.

Первое — вопрос охлаждения. Мало того, что вы не можете использовать кулеры внутри корпуса современного смартфона, толщина которого составляет каких-то 10 мм, вы даже более-менее солидный радиатор вряд ли уместите.

Второе — энергопотребление. Тут постоянно ищется баланс между мощностью процессора и потребляемой мощностью. Повышать частоты на текущем витке технологических возможностей означает, что ваш любимый «гуглофон» будет умирать не через 6 часов активного использования, а через каких-то жалких два.

В общем, от прогресса никуда не убежишь — добрый дедушка Мур исправно дает каждые два года новую порцию транзисторов, и производители мобильных решений решили использовать ее для реализации второго ядра общего назначения (помимо всего прочего, немалая часть этих тразисторов в современных SoC идет на GPU, который, как мы помним, масштабируется куда как веселее).

Что же нам дает появление второго ядра в смартфонах?

Честно говоря, не так уж и много. Точно так же, как и на десктопе, где обычно востребованы жалкие пара процентов от потенциальной мощности вашего четырехъядерного монстра, в мобильном мире есть очень узкий класс задач, где действительно нужны такие вычислительные ресурсы. Кроме хардкорных игр, честно говоря, даже мало что приходит на ум. Потому что даже задача кодирования/декодирования видео в высоком разрешении очень часто решается специализированным декодером, а не усилиями центрального процессора. А если вспомнить главную программу любого современного смартфона — браузер, то и тут есть много узких и неудобных мест, которые не дадут многоядерности сказать свое веское слово. К примеру, используемые сегодня JavaScript-движки многопоточность не поддерживают.

Есть люди, которые полагают, что появление второго ядра скажется на плавности работы и общей отзывчивости системы. Тут тоже есть свои нюансы. К примеру, общеизвестно, что Android OS страдает регулярно возникающими лагами в работе. Многие специалисты полагают, что вызваны они явлением под названием «сборка мусора» (это когда работа приложений приостанавливается для того, чтобы специальный механизм привел в порядок их динамическую память). Можно рассуждать так — раз у нас два ядра, то одно ядро будет заниматься сборкой мусора, а второе в это время будет себе работать дальше! Никаких лагов! На практике, написать хороший алгоритм сборки мусора так, чтобы во время его активности приложение продолжало работать дальше без потери производительности, — не такая уж тривиальная задача (аналогия — трудно переставлять в комнате мебель и одновременно делать в ней уборку). Некий concurrent garbage collector появился в Android 2.3, но пока трудно сказать — насколько он хорош в деле. Есть сильное ощущение, что на двух ядрах в смартфонах лежит толстый-толстый слой маркетинга, как в свое время на 64-битности процессоров Athlon 64. Когда таковая стала действительно востребованной, процессоры уже успели безнадежно устареть…

Сухой остаток

Если кто не понял, то статья эта была о том, как трудно живется программистам после того, как их подставили нехорошие производители процессоров. Кроме шуток. Мы вступили в эпоху, когда разработчики игр для современных (читай — многоядерных) консолей выступают с большими докладами, суть которых сводится к тому, как, не слишком уродуя код, решить проблемы «modern hardware restrictions». Может быть, я наивен и старомоден, но мне всегда казалось, что прогресс должен снимать с разработчиков ограничения, а не наоборот (подробнее можно почитать, к примеру, здесь). К сожалению, рост процессоров в ширину, который до прихода на десктопы хорошо себя зарекомендовал в области серверных решений (потому что там постоянно нужно обслуживать несколько клиентов), на мирных компьютерах и в мобильной области в некотором смысле знаменует собой эпоху застоя и проблем, связанных с выбрасыванием старых подходов к решению задач, переучиванию квалифицированных специалистов и переписыванию большого количества существующего кода.

Закон Мура все еще работает, но ощущаем ли мы это?

P.S. Мы попросили прокомментировать этот материал представителя Intel Дмитрия Оганезова, менеджера сообщества Intel Software Network (http://software.intel.com/ru-ru/).

Отдавая должное автору, рассказавшему в рамках одной статьи о значительной части проблем компьютерной индустрии, я бы все-таки не согласился со сделанными им выводами. И, в силу своей природной мягкости, изменил бы формулировку «эпоха застоя и проблем» на нечто более оптимистичное вроде «затишье перед бурей». Попробую обосновать свою точку зрения.

Вот уже лет пять, как частота процессоров замерла в районе 3 гигагерц (о, ужас!). Почему так вышло? Мы все еще не оставили надежду на то, что статью действительно прочитали несколько гуманитариев, а попытка объяснить сей феномен «на пальцах» может отпугнуть и их… Тем не менее, это поможет нам посмотреть на всю картину в целом.

Итак, рост частоты интегральных микросхем ограничен не только и не столько потребляемой мощностью — эту проблему производители научились решать применением более «тонких» технологических процессов. К сожалению, есть еще одна загвоздка: современный процессор представляет собой крайне сложное устройство, некоторые модели содержат больше миллиарда транзисторов. Физические процессы, которые происходят при работе такого количества транзисторов на высоких частотах, неизбежно приводят к некоторым помехам (наводкам) внутри схемы, а как следствие — проблемам со стабильностью в целом. Очевидно, что простого и эффективного решения этих проблем на данный момент не существует.

Что же делать? К счастью, на помощь приходит как раз пресловутая возможность совершенствовать техпроцесс. Это значит, что при той же тактовой частоте и потребляемой мощности можно делать процессоры с большим количеством транзисторов. Возникает резонный вопрос — как лучше использовать эти «лишние» транзисторы? Хорошая новость заключается в том, что значительное количество «бесплатных» транзисторов попадают в те блоки процессора, которые не связаны напрямую с «многоядерностью», как например блоки SSE/AVX, а также в кеш-память различных уровней. Это дает возможность повышать производительность процессора на десятки процентов от модели к модели при том же количестве основных вычислительных ядер.
Таким образом, те программисты, которые пока не осилили принципы параллельного программирования, могут быть спокойны: запаса «последовательной» производительности хватит еще надолго. Кроме того, как подсказывает практика, целый класс алгоритмов так и будет существовать только в том или ином последовательном виде.

Тем же, кому действительно нужен существенный рывок в скорости, стоит отбросить смутные сомнения и приступать к распараллеливанию. Да, это не так просто. Но давайте вспомним, как оконные пользовательские интерфейсы и функциональная сложность программ прикончили структурное программирование и послужили началом великой эпохи ООП… К тому же, при всей своей сложности, параллельная парадигма, пожалуй, на данный момент является… наиболее простой из всех существующих парадигм.

Вполне возможно, что мы стоим на пороге новой великой эпохи, а уж будет ли она эпохой параллельного программирования, или эпохой неоднородных вычислений, или еще какой-то там новой эпохой — покажет время. И само по себе наличие выбора никак не позволяет мне назвать нашу эпоху «эпохой застоя».
3DNews. Статья Александра Дьяченкоv

Пылилось в закладках. Думаю, будет, как минимум интересно. История повествует об одном человеке, решившим встать против науки и прогресса в богом проклятой стране. И мстил он долго и жестоко. Собственно, ссылка.

“Будни диктаторов. Worldwide–обзор.”

“Страна не хочет умирать”

В это же время существуют две силы, способствующие продвижению «красных», и это как ни странно блоггеры и «клюква». Поясню.
Первые — это представители народа, самые обыкновенные и не очень граждане, такие как lex-kravetski, ab-pokoj, sl-lopatnikov, stalin-ist, kommari, kungurov, тысячи их. И это уже не говоря об именитых личностях, вроде Анатолия Вассермана, Максима Калашникова, Гоблина и т.д. Последний, кстати, своей известностью взрастил целую армию, порой, не очень умных, но преданных патриотов-сталинистов.
Именно блогосфера вдохнула в идею коммун, свободы, равенства и братства новую жизнь. Благодаря простому слогу, небольшим заметкам и вполне убедительной, чёткой и логичной аргументации производится качественно новый эффект, много превосходящий морально устаревшие лозунги и махровый агитпроп «made by КПРФ». Результат жизнедеятельности ведущих дневники людей — тематические видео, народное творчество, карикатуры и проч. также поднимает престиж красным.
Вторая движущая сила — это, как ни странно, красная развесистая «клюква». В своё время большую популярность у школьников снизыскала стратегия «C&C: Red Alert» и две её производные — история гласила об «ужасном» большевицком союзе, напавшем на бедную Европу. Хотя целью игр было опять высмеять СССР и русских, действие произвело ровно противоположный эффект. Многие тематические порталы начали пополняться осмысленными сообщениями, вроде «HEIL SOVIET MEH POWER!!!!» и «GLORY TO RED ARMY AND GREAT STALIN!!!11». Такие сайты, как savok.name и ныне состоят из подобного контингента чуть менее, чем полностью.
Кстати, доставляет много фана специальная группа, посвящённая данной тематике — ru_klukva в ЖЖ. Такого рода пропаганда наполняет новыми красками левую идею.

И смешно после этого слышать крики нашей оппозиции о том, что не дают выйти в СМИ и сторонников мало. Ребят, есть же отличное информационное поле — интернет! Почему бы им не воспользоваться? Неужели баннерная реклама на раскрученных ресурсах дороже рекламного времени в прайм-тайм? Неужели сложно провести широкомасштабную пеар-акцию и отгрохать шикарный сайт с преферансом и поэтессами? Непонятно. Боитесь малой посещаемости? Да у одного Лекса Кравецкого 100 тыс. читателей ежемесячно.
Если не хотите из дерьма вылазить, то зачем же остальных в этом обвинять? Всё в Ваших руках.