Архитектура фон Неймана: почему мы так и не смогли её заменить?
Per Stenström объясняет, почему архитектура фон Неймана до сих пор с нами — и есть ли у неё достойный преемник.
Помните, как в школе учили, что компьютер состоит из процессора, памяти и устройств ввода-вывода? Поздравляю, вы знаете архитектуру фон Неймана. Профессор Per Stenström из Уппсальского университета задаётся вопросом: почему за 70 лет мы так и не придумали ничего принципиально нового?
Спойлер: попытки были. Гарвардская архитектура, dataflow-машины, нейроморфные чипы — все они либо остались в лабораториях, либо тихо ушли в специализированные ниши. Как говорит сам Стэнстрём, "мы пытались, но фон Нейман оказался тем самым старым другом, с которым удобно, даже если он храпит".
Основная проблема — наследие. Весь наш софт заточен под классическую модель: последовательное выполнение инструкций, разделение кода и данных. Переход на что-то новое потребовал бы переписывания всего — от операционок до микросервисов. А кто в здравом уме захочет переписывать legacy 60-х годов?
Впрочем, Стэнстрём отмечает, что узким местом остаётся "фон-неймановский бутылочное горлышко" — скорость передачи данных между процессором и памятью. Именно здесь и происходит борьба: кэши, предсказание ветвлений, многопоточность. Но фундамент всё тот же.
Комментарий студии METABYTE: Архитектура фон Неймана — как jQuery: все знают, что пора переходить на что-то современное, но кодовая база уже настолько огромна, что проще дотащить до пенсии. Мы в METABYTE не против legacy, но если ваш проект начинает тормозить — может, пора посмотреть в сторону FPGA или хотя бы нормального кэширования?