Gene Amdahl，计算领域的早期先锋之一，对提升系统某一部分性能所带来的效果做出了简单却有见地的观察。这个观察被称为Amdahl定律(Amdahl’s law)。
该定律的主要思想是，
当我们对系统的某个部分加速时，其对系统整体性能的影响取决于该部分的重要性和加速程度。
若系统执行某应用程序需要时间为Told。假设系统某部分所需执行时间与该时间的比例为a，而该部分性能提升比例为k。即该部分初始所需时间为aTold，现在所需时间为(aTold)/k。因此，总的执行时间应为
Tnew = (1-a)Told + (aTold)/k = Told[(1-a) +a/k]
举个例子，考虑这样- -种情况，系统的某个部分初始耗时比例为60%(a=0. 6)，其加速比例因子为3(k=3)。则我们可以获得的加速比为1/[0.4+0. 6/3]=1.67倍。
虽然我们对系统的一个主要部分做出了重大改进，但是获得的系统加速比却明显小于这部分的加速比。
这就是Amdahl定律的主要观点—要想显著加速整个系统，必须提升全系统中相当大的部分的速度。
表示相对性能
性能提升最好的表示方法就是用比例的形式Told/Tnew,其中，Told为原始系统所需时间，Tnew为修改后的系统所需时间。
如果有所改进，则比值应大于1。我们用后缀“X”来表示比例，因此，“2.2X”读作“2.2倍”，表示相对变化更传统的方法是用百分比，这种方法适用于变化小的情况，但其定义是模糊的。应该等于100●(Told- Tnew)/Tnew,还是100●(Told- Tnew)/Told,还是其他的值?此外，它对较大的变化也没有太大意义。与简单地说性能提升2. 2X相比，“性能提升了120%”更难理解。
通过两个练习理解性能的提升比值。
假设你是个卡车司机， 要将土豆从爱达荷州的Boise运送到明尼苏达州的Minneapolis，全程2500公里。在限速范围内，你估计平均速度为100公里/小时，整个行程需要25个小时。
A.你听到新闻说蒙大拿州刚刚取消了限速，这使得行程中有1500公里卡车的速度可以为150公里/小时。那么这对整个行程的加速比是多少?
B.你可以在www. fasttrucks. com网站上为自己的卡车买个新的涡轮增压器。网站现货供应各种型号，不过速度越快，价格越高。如果想要让整个行程的加速比为1.67X，那么你必须以多快的速度通过蒙大拿州?
练习题：
公司的市场部向你的客户承诺，下一个版本的软件性能将改进2X。这项任务被分配给你。你已经确认只有80%的系统能够被改进，那么，这部分需要被改进多少(即k取何值)才能达到整体性能目标?
Amdahl定律-一个有趣的特殊情况是考虑k趋向于∞时的效果。这就意味着，我们可以取系统的某一部分将其加速到一个点，在这个点上，这部分花费的时间可以忽略不计。
于是我们得到
举个例子，如果60%的系统能够加速到不花时间的程度，我们获得的净加速比将仍只有1/0.4=2.5X。
Amdahl定律描述了改善任何过程的一般原则。除了可以用在加速计算机系统方面之外，它还可以用在公司试图降低刀片制造成本，或学生想要提高自己的绩点平均值等方面。
也许它在计算机世界里是最有意义的，在这里我们常常把性能提升2倍或更高的比例因子。这么高的比例因子只有通过优化系统的大部分组件才能获得。