MIT证明:解决超大规模问题,算法比硬件更有用
软件在多大程度上提高了计算速度。
麻省理工学院的最新研究表明,种算法中有超过40%的算法提高了性能,这已经超过了硬件的摩尔定律。
对于中等规模的问题,30%—43%的算法改进比硬件改进更能提高性能。
当问题数据增加到上亿时,算法改进变得比硬件改进/摩尔定律更重要。
这是两位麻省理工学院科学家的结论,他们分析了来自57本教科书和超过1137篇研究论文的数据。
不仅如此,它们还全面描述了现有和历史算法何时被发现,如何改进,以及改进的规模。
14%算法的改善率超过1000%。
通过分析QS排名前20的计算机名校使用的课件,研究者总结出算法:的11个子领域。
组合学,统计学/机器学习,密码学,数值分析,数据库,操作系统,计算机网络,机器人学,信号处理,计算机图形/图像处理,生物信息学。
通过分析算法教科书,学术期刊和子领域发表论文的信息,研究人员划分了113个算法家族,平均每个家族有8个算法。
首先,他们统计了从1940年到现在各种算法的初始呈现时间,
根据这些算法首次提出时的时间复杂度。可以看出,31%的算法属于指数复杂度类别:
在时间复杂度的提升上,对于n=100万的问题规模,部分算法的提升率比硬件或摩尔定律提升了:
算法改进对四个算法族的影响。
当这种分析扩展到110个算法族时,可以看到对于中等规模的问题,只有18%的算法比硬件快。
但当问题规模达到几百万,几十亿甚至上万亿时,算法的改进速度就超过了硬件性能。
甚至14%算法家族的改善率都超过了1000%,远超硬件提升带来的性能提升。
A:n=一千b:n=一百万c:n=一亿。
Yash Sherry毕业于印度德里大学计算机科学专业,现为麻省理工学院斯隆商学院研究员,专注于跟踪算法改进及其对IT公司经济的影响。
另一位尼尔汤普森是麻省理工学院CSAIL的科学家,也是哈佛大学创新科学实验室的客座教授。
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