The Physics of Build Systems: เมื่อการเพิ่มซีพียูไม่ช่วยให้คอมพิวเตอร์เร็วกว่าเดิม

เมื่อโปรเจกต์ซอฟต์แวร์มีขนาดใหญ่ขึ้น การเปลี่ยนแปลงโค้ดเพียงเล็กน้อยอาจส่งผลกระทบต่อทั้งระบบ การแก้ปัญหาด้วยการซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีซีพียูทรงพลังมากขึ้นหรือมีคอร์ประมวลผลจำนวนมาก อาจไม่ได้ช่วยให้การคอมไพล์โค้ดเร็วขึ้นอย่างที่หลายคนคาดคิด

ทีมงาน Tuist ได้เผยแพร่บทความเกี่ยวกับการทำงานเบื้องหลังของระบบ Build Systems โดยเปรียบเทียบว่า การทำงานของเครื่องมือเหล่านี้มีกฎเกณฑ์ทางฟิสิกส์เป็นตัวกำหนดข้อจำกัด ซึ่งเริ่มต้นจากกราฟของงาน (Task Graph) ที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างภาระงานต่าง ๆ

ภาพประกอบจากคลังภาพสต็อก ไม่ใช่ภาพจากเหตุการณ์จริง

สมมติว่าโปรเจกต์ประกอบด้วยงานสามชิ้น ได้แก่ การคอมไพล์ไฟล์ต้นฉบับสองไฟล์ที่ไม่มีความเกี่ยวข้องกัน และงานลิงก์ผลลัพธ์ที่ต้องรอข้อมูลจากงานสองชิ้นแรก แม้เครื่องคอมพิวเตอร์จะมีคอร์ประมวลผลสูงถึง 32 คอร์ แต่ระยะเวลาในการคอมไพล์ก็ยังคงใช้เวลาเท่ากับเครื่องที่มี 2 คอร์ หากโครงสร้างของกราฟงานยังคงบังคับให้ต้องรอผลลัพธ์ตามลำดับขั้น

ข้อจำกัดของระบบบิลด์จึงแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ได้แก่ ปริมาณงานทั้งหมดที่หารด้วยจำนวนคอร์ซีพียู และสายโซ่ของงานที่ต้องทำตามลำดับก่อนหลัง ซึ่งพลังประมวลผลที่เพิ่มขึ้นไม่สามารถย่นระยะเวลาของสายโซ่นี้ให้สั้นลงได้