月亮链 月亮链
Ctrl+D收藏月亮链

区块链:半个世纪已经过去,算法效率提升有多快?_ITH

作者:

时间:1900/1/1 0:00:00

过去半个世纪,集成电路产业在摩尔定律的指引下飞速发展,算法效率一直保持着大跨度提升。2018年世界上最快的计算机IBMSummit比1945年世界第一台电子计算机ENIAC计算速度提高了近30万亿倍。

然而,随着摩尔定律接近物理极限,芯片研发和生产成本大幅上升,未来依靠算力提升计算性能的空间有限。靠提升计算机硬件性能可能越发难以满足海量计算的需要,未来的解决之道在于提升算法的效率。

MIT的这篇新论文总结了过去80年来,算法效率的提升究竟有多快。

提起算法,它有点像计算机的父母,它会告诉计算机如何理解信息,而计算机反过来可以从算法中获得有用的东西。

算法的效率越高,计算机要做的工作就越少。对于计算机硬件的所有技术进步,以及备受争议的摩尔定律的寿命问题来说,计算机硬件的性能只是问题的一方面。

Bithumb前董事长李正勋涉诈案将于6月二审开庭:5月22日消息,韩国首尔高等法院将于6月对涉1000亿韩元欺诈案的Bithumb前董事长李正勋的进行二审首次审判,此前李正勋在一审中被判无罪。据悉,2018年10月份李正勋和BK集团会长金炳健在协商出售Bithumb股份的过程中,金炳健在听信李正勋会将在Bithumb上线BXA(Bithumb代币)后,用BXA预售的部分收益购买了Bithumb的股份,但BXA并未在Bithumb上市,BK集团收购Bithumb一事也不告而终。[2023/5/22 15:18:17]

而问题另一方面则在硬件之外:算法的效率问题。如果算法的效率提升了,对同一计算任务需要的算力就会降低。

虽然算法效率问题可能不太受关注,但你是否注意到,经常使用的搜索引擎是否突然变快了十分之一,而在大型数据集中活动,就感觉就像在泥泞中跋涉一样艰难缓慢。

黑猫NFT项目Mimic Shhans与来酷星球达成合作 落地Mimic互动生态馆:金色财经报道,据来酷星球在社交媒体披露,黑猫NFT项目Mimic Shhans正式入驻来酷星球,来酷星球已与Mimic Shhans达成共同打造出Mimic联名限量版,主题门店Mimic互动生态馆及OpenAI互动艺术展这三大跨领域合作。

据悉,Mimic Shhans是一个基于以太坊的 PFP NFT(个人头像NFT)项目,作者是shhans.eth,基于ERC-1155标准。项目遵循CC0协议,版权开发,对商用、二次创作持开发态度。[2023/2/18 12:15:03]

这些都与算法效率有关。

近日,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的科学家提出疑问:算法效率的提升速度到底有多快?

上海海事法院推出《区块链证据审查指南》:10月8日消息,近日,上海海事法院召开“区块链技术应用对海事司法的影响与服务保障需求”专题研讨会,推出《区块链证据审查指南》,并对编制背景和主要内容进行了发布和解读。

《区块链证据审查指南》为各类型区块链证据提供了相对系统的审查要点指引。以敏锐眼光聚焦区块链技术创新。区块链技术带来了诸多便利,增强了电子证据的可信度。同时,区块链证据的核验功能还在不断健全完善,探索区块链电子证据的认定规则,有利于提升电子证据认定的效率和质量,推动区块链技术在司法领域的应用。(澎湃新闻)[2022/10/9 12:49:59]

关于这个问题,现有数据大部分是叙事性的,其中很大一部分是面向特定算法的案例研究,再把这些研究结果加以推广。

面对实证研究数据的不足,研究团队主要利用了来自57部教科书和1110多篇研究论文的数据,以追溯算法效率提升的历史。

Solana近7日平均活跃地址数为117万:金色财经消息,据The Block数据显示,Solana近7日平均活跃地址数为117万。[2022/6/16 4:30:27]

其中有些论文的结论中直接给出了新的算法有多高效,有的论文则需要作者使用“伪代码”进行重构。

研究人员总共研究了113个“算法系”,即解决计算机科学教科书中最重要的同一问题的算法集。他们对每个算法族的历史进行了回顾,跟踪每次针对某一问题提出的新算法,并特别注意更高效的算法。

图1算法发现和改进。(a)每十年发现的新算法系的数量。(b)已知算法系的比例每十年都有所提高。(c)首次发现时算法系的渐近时间复杂度分类。(d)同一时间复杂度的算法转换到另一个时间复杂度的每年平均概率。在和中“>n3”的时间复杂度表示超过多项式级,但不到指数级。

最早的算法系可追溯到上世纪40年代,每个算法系平均有8个算法,按时间顺序效率逐步提升。为了共享这一发现,团队还创建了“算法维基”页面。

研究人员绘制了图表,标识这些算法族效率提升的速度,重点关注算法分析最多的特征——这些特征往往决定了解决问题的速度有多快。

图2算法系的相对效率提升,使用渐近时间复杂度的变化计算。参考线是SPECInt基准性能。(a)与该系列中的第一个算法相比,四个算法系的历史改进。(b)算法改进对“最近邻搜索”算法系列的输入大小(n)的敏感度。为了便于比较算法改进效果随时间的变化,在图(b)中将算法系和硬件基准的起始时间段对齐。

结果显示,变数很大,但也发现了关于计算机科学变革性算法效率提升的重要信息。即:

1、对于大型计算问题,43%的算法系的效率提升带来的收益,不低于摩尔定律带来的收益。

2、在14%的问题中,算法效率提升的收益远超硬件性能提升的收益。

3、对于大数据问题,算法效率提升收益特别大,因此近年来,这一效果与摩尔定律相比越来越明显。

当算法系从指数复杂度过渡到多项式复杂度时,情况出现了最大的变化。

所谓指数复杂度算法,就像一个人猜密码锁的密码一样。如果密码盘上只有一位数,那么任务很简单。如果像自行车锁一样,表盘是4位数,估计你的自行车很难有人偷得走,但仍然可以一个个试。如果是表盘是50位的,就几乎不可能破解了,需要的步骤太多了。

图3基于渐近时间复杂度计算的110个算法系效率提升的年平均速度分布,其中问题规模为:(a)n=1000,(b)n=100万,(c)n=10亿。硬件性能提升线表示从1978年到2017年,SPECInt基准性能的平均年增长率

这类问题也是计算机面对的难题,随着问题的规模越来越大,很快就会超过计算机的处理能力,这个问题光靠摩尔定律是解决不了的。

解决之道在于找到多项式复杂度的算法。

研究人员表示,随着摩尔定律终结这个话题越来越多地被提及,我们需要将未来的解决方案的重点放在算法的效率提升上。

图4前导常数在算法性能提升中的重要性评价

研究结果表明,从历史上看,算法效率的提升带来的收益是巨大的。不过二者之间存在着频度的差异,摩尔定律带来的提升是平滑而缓慢的,而算法效率的提升是阶梯式的跃进,但出现没那么频繁。

本文通讯作者尼尔·汤普森说:

这是业界第一篇说明算法效率提升速度的论文。通过我们的分析,可以得出算法改进后,使用同样的算力可以完成多少任务。

随着问题的规模不断增大,比如达到数十亿或数万亿个数据点,算法效率的提升带来的收益,比硬件性能的提升更重要,而且重要得多。

在我们开始逐步为算力不足发愁的时代,在摩尔定律越来越显出疲态的今天,这一发现可能为未来解决超大型计算问题开辟一条新的思路。

参考链接:

https://news.mit.edu/2021/how-quickly-do-algorithms-improve-0920

https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9540991

编辑:星际视界Sue

标签:区块链UMBITHBIT区块链工程好就业吗JUMBObithumb交易所中文名Bitgrin

中币交易所热门资讯
虚拟资产:交易所难以达标的《特金法》,韩国虚拟资产市场会萎缩吗?_比特币

前言:本文讨论了韩国大型交易所也难以达标的《特金法》,以及国外交易所的"切断韩国"行为会给韩国国内虚拟资产市场带来怎样的影响。本周韩国终于出现了首个进行《特定金融信息法》营业申报的交易所.

1900/1/1 0:00:00
SDT:欧易OKEx关于CELO、GALA、LON杠杆交易、余币宝及永续合约正式上线的公告_Wrapped Staked USDT

尊敬的欧易OKEx用户:欧易OKEx将于2021年9月24日18:00(HKT)?在网页端、APP端及API正式上线CELO、GALA的杠杆交易、余币宝及CELO、GALAUSDT永续合约.

1900/1/1 0:00:00
EFI:动作冒险游戏 Mines of Dalarnia 完成 270 万美元融资,Crypto.com、Coin98 等参投_DEFI S

链闻消息,动作冒险游戏MinesofDalarnia完成270万美元融资,Crypto.com、AnimocaBrands、Coin98、JumpCapital、NGC、ImpossibleFi.

1900/1/1 0:00:00
GATE:Gate.io Startup项目Port Finance (PORT)空投结果及上线交易公告_MintGate

1.关于项目PortFinance(PORT)空投结果Gate.ioStartup项目PortFinance代币PORT于2021年09月22日12:00开始下单,22小时内下单同等对待.

1900/1/1 0:00:00
SEC:美SEC主席:希望将加密货币“纳入公共政策框架”_Secrets of Zurich

据TheBlock报道,美国证券交易委员会(SEC)主席根斯勒(GaryGensler)周二表示,他希望将加密货币“纳入公共政策框架”,希望确保加密货币处于监管范围内并满足政策目标.

1900/1/1 0:00:00
RUM:Layer2 观察者周报 | Optimism 宣布 EVM 合约一键部署 功能或将于 10 月上线_ARB

第二十八期Layer2观察者周报,Enjoyit!Optimism发文宣布一键部署EVM合约功能将10月上线近日,Optimism发表文章《OptimisticEthereum的未来》.

1900/1/1 0:00:00