In der Berechnung , CPU gebunden (oder Rechen gebunden ) ist der Zustand eines Computers , wenn die Zeit zum Ausführen einer Aufgabe erforderlich ist , in erster Linie von der Geschwindigkeit seiner bestimmt Prozessor . Die CPU-Auslastung ist für einige Sekunden oder einige Minuten hoch, möglicherweise bei 100%.
Der französische Begriff für CPU-gebunden ist der Rechenzeit untergeordnet , aber dieser Begriff wird wenig verwendet, und Informatiker verwenden fast immer den Begriff CPU-gebunden .
Wenn ein Computer CPU-gebunden ist , bedeutet dies, dass eine Erhöhung der Leistung des Prozessors oder eine Optimierung des Quellcodes des laufenden Programms die Gesamtleistung des Computers verbessert.
Das Konzept der CPU-Bindung wurde in den Tagen der ersten Computer entwickelt, als der Datenfluss zwischen den Komponenten des Computers einfacher war und visuell erkennbar war, dass eine Komponente funktionierte, während eine andere inaktiv war. Sie konnten dann leicht ein sehr hohes Maß an Aktivität für Komponenten wie den Prozessor , den RAM , die Bandlaufwerke , die Laufwerke , die Kartenleser und die Drucker feststellen . Computer, die an ihren Peripheriegeräten ein hohes Maß an Aktivität aufwiesen, wurden als E / A-gebunden charakterisiert . Computer, die durch die Größe ihres Arbeitsspeichers begrenzt waren, wurden als speichergebunden charakterisiert .
Mit dem Aufkommen mehrerer Busse , Parallelität , Multiprogrammierung , präventivem Multitasking , fortschrittlichen Grafikkarten , fortschrittlichen Soundkarten und allgemein dezentraleren Lasten ist es weniger einfach geworden, eine bestimmte Komponente als immer noch einen Engpass zu identifizieren. In modernen Computern bewegt sich der Engpass wahrscheinlich schnell zwischen den Komponenten des Computers.
Die von modernen Computern geforderten Aufgaben konzentrieren sich häufig auf ganz unterschiedliche Komponenten, sodass die Behebung eines Engpasses für eine Aufgabe die Leistung einer anderen möglicherweise nicht beeinträchtigt. Aus diesem Grund hat die Erhöhung der Prozessorleistung nicht immer einen signifikanten Einfluss auf die Leistung eines Computers. Der Zustand der CPU-Bindung ist heute einer der vielen Faktoren, die bei der Analyse der Leistung moderner Computer berücksichtigt werden.
1992 veröffentlichten zwei Forscher von IBM, Cynthia Dwork und Moni Naor , einen Artikel mit dem Titel " Preisverarbeitung über Gold Combating Junk Mail" (französische wörtliche Übersetzung, Preisgestaltung durch Behandlung oder Bekämpfung von Spam ), in dem die Möglichkeit vorgeschlagen wurde, CPU-gebundene Funktionen zur Abschreckung zu verwenden Missbraucher vom Versenden von Spam . Der Vorschlag basierte auf der Idee, dass Computerbenutzer eine Ressource eher missbrauchen, wenn die Kosten der Ressource vernachlässigbar sind. Nach dieser Überlegung ist Spam sehr verbreitet, da das Senden von Spam an den Absender zu minimalen Kosten erfolgt.
Dwork und Naor schlugen vor, dass die Anzahl der Spam-E-Mails reduziert werden könnte, indem zusätzliche Kosten in den Prozess des Sendens einer E-Mail in Form einer teuren CPU-gebundenen Funktion , d. H. Einer Funktion, die eine hohe CPU-Auslastung erzeugen würde, investiert würden. Diese Funktionen würden die CPU-Ressourcen des Absenders für jede Nachricht verbrauchen und somit das Senden großer Mengen von Spam in kurzer Zeit verhindern.
Das vorgeschlagene Verfahren würde wie folgt funktionieren:
Das Hauptproblem bei dem oben vorgeschlagenen Prozess besteht darin, dass schnelle Prozessoren viel schneller rechnen als langsame Prozessoren. Darüber hinaus verfügen High-End-Computersysteme über ausgefeilte Pipelines und andere nützliche Funktionen, die Berechnungen erleichtern. Infolgedessen wird ein Spammer mit einem System nach dem neuesten Stand der Technik kaum von einer solchen Abschreckung betroffen sein, während ein typischer Benutzer mit einem schlechten System darunter leiden wird. Wenn eine Berechnung auf einem neuen PC einige Sekunden dauert, kann dieselbe Berechnung auf einem alten PC eine Minute und auf einem Smartphone einige Minuten dauern, was für alte PC-Benutzer ärgerlich und für Benutzer des alten PCs wahrscheinlich inakzeptabel sein kann. Smartphones. Eines der Haupthindernisse für die weit verbreitete Einführung eines Systems, das auf einer CPU-gebundenen Funktion basiert, ist die unterschiedliche Geschwindigkeit der Client-Prozessoren .
Die Verwendung einer speichergebundenen Funktion anstelle einer CPU-gebundenen Funktion verringert dieses Problem.