アムダールの法則とは？

アムダールの法則の意味

処理の一部だけを高速化したときの全体の改善率には上限があることを示す法則。並列化や高速化できない部分の割合が全体の性能向上を頭打ちにするため、投資対効果を判断する根拠になる。ボトルネックを外さない改修は無駄だという主張の理論的裏付けとして問われる。

アムダールの法則の具体例

全体の処理時間のうち60％が通信、40％がサーバ処理という構成で、回線を無限に速くしても短縮できるのは60％分だけであり、全体は最大でも2.5倍にしかならない。回線増速の前に、まず区間ごとの時間配分を測るべきという判断につながる。

アムダールの法則は試験でどう引っ掛けられる？

「回線を2倍にしたら応答時間が半分になる」と考えるのが典型的な誤り。実際にはサーバ処理時間や往復遅延は変わらないため、比率に応じた分しか縮まない。とくに小さなデータの往復が多い通信は帯域より遅延に支配される。

アムダールの法則と関連する用語

• スループット／レイテンシ
• 帯域遅延積
• キャパシティプランニング

アムダールの法則が出た過去問

• 1台のCPUの性能を1とするとき、そのCPUをn台用いたマルチプロセッサの性能Pが、P = n / (1 + (n-1)a) で表されるとする。ここで、aはオー…

  正解：10

  要点：並列化の性能上限はオーバヘッドの逆数1/aになる

  式P＝n/(1+(n−1)a)でnを限りなく大きくすると、分母のnaの項が支配的になり、Pはn/(na)＝1/aに近づく。a=0.1のとき1/0.1＝10なので、CPUを何台増やしても性能は10倍を超えられない。これは並列化できない部分が全体の性能を頭打ちにするという、アムダールの法則と同じ考え方である。

  出典：平成30年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問23（IPA）