işlem yoğunluğu ne demek?

İşlem Yoğunluğu

İşlem yoğunluğu (Compute Intensity), bir donanım biriminin (örneğin, bir işlemci, GPU veya özel bir hızlandırıcı) gerçekleştirdiği her bir bellek erişimi başına düşen aritmetik işlem sayısını ifade eder. Başka bir deyişle, bir hesaplamanın ne kadar "işlem" gerektirdiğine ve bu işlemler için ne kadar "veri" taşınması gerektiğine dair bir ölçüdür.

Yüksek işlem yoğunluğuna sahip algoritmalar, bellek bant genişliğinden ziyade işlemci gücü ile sınırlıdır. Bu, verilerin belleğe sık sık erişilmeden tekrar tekrar kullanıldığı anlamına gelir. Düşük işlem yoğunluğuna sahip algoritmalar ise bellek bant genişliği ile sınırlıdır; yani, işlemci, verileri işleyebileceğinden daha hızlı bir şekilde belleğe erişemez.

İşlem yoğunluğu, bir algoritmanın belirli bir donanım platformunda nasıl performans göstereceğini anlamak ve optimize etmek için kritik bir faktördür. Örneğin:

• Yüksek İşlem Yoğunluğu: Matris çarpımı, evrişimsel sinir ağları (CNN'ler) ve doğrusal cebir işlemleri genellikle yüksek işlem yoğunluğuna sahiptir.
• Düşük İşlem Yoğunluğu: Vektör toplamı veya basit veri filtreleme gibi işlemler genellikle düşük işlem yoğunluğuna sahiptir.

İşlem yoğunluğunu artırmak için kullanılabilecek bazı teknikler şunlardır:

• Döngü birleştirme (Loop Fusion): Birden fazla döngüyü birleştirerek, aynı verilerin birden çok kez belleğe yüklenmesini önlemek.
• Bloklama (Blocking): Verileri daha küçük bloklara bölerek, önbellek kullanımını artırmak ve bellek erişimlerini azaltmak.
• Veri yeniden kullanımı (Data Reuse): Hesaplamalar sırasında verileri önbellekte tutarak, belleğe tekrar tekrar erişmekten kaçınmak.

İşlem yoğunluğu kavramını anlamak, algoritma optimizasyonu ve donanım mimarisi seçimi gibi alanlarda önemlidir.