Jaké jsou různé typy technologie paralelního zpracování?

Paralelní zpracování je typ počítačového zpracování, ve kterém jsou velké výpočetní úkoly rozděleny do menších dílčích úkolů, které jsou poté zpracovávány současně nebo paralelně, spíše než postupně.Tato technologie je široce používána v moderních výpočtech, zejména pro pokročilé problémy, jako jsou ty, které se zabývají v přírodních vědách.Příklady technologie paralelního zpracování v rámci jednoho zařízení zahrnují symetrické multicessing a vícejádrové zpracování.Více počítačů může být také spojeno, aby fungovaly paralelně prostřednictvím metod, jako jsou distribuované výpočetní techniky, počítačové klastry a masivně paralelní počítače.Procesory mají stejné schopnosti a jsou spojeny s běžnou pamětí, takže úkoly lze snadno přiřadit nebo přiřadit podle potřeby, aby se vyvážilo pracovní zátěž mezi nimi.Ve vícenásobném zpracování obsahuje každý procesor nejméně dvě centrální jednotky pro zpracování (CPU), nazývané jádra, která jsou zodpovědná za čtení a provádění pokynů.V zásadě je vícejádrový procesor ve skutečnosti více procesorů v jedné integrované komponentě.To umožňuje rychlejší a efektivnější komunikaci mezi jádry zpracování ve srovnání s multiprocesorovými počítači, ve kterých je každý CPU samostatnou součástí.

Multiprocesorové počítače se široce používají ve vědeckých a obchodních aplikacích.Je to méně běžné v systémech osobních počítačů, které jsou obvykle návrhy uniprocesorů, i když na spotřebitelském trhu se multiprocesory staly běžnějšími.Počítačový software musí být speciálně navržen pro víceprocesorové počítače, aby plně využívaly výhody, které může poskytnout, a tento typ softwaru má v důsledku toho často problémy s výkonem v počítači s jedním procesorem.Podobně programy napsané s jedním procesorem v mysli obvykle získají pouze omezené výhody z multiprocesování, protože nejsou navrženy tak, aby ho využily.

Technologie distribuované paralelní zpracování používá více, jinak nezávislé počítače pracující na různých částech problému paralelně, propojené dohromady přes internet nebo interní síť, aby mohly spolu komunikovat.Tento typ technologie paralelního zpracování lze použít s počítači, které jsou fyzicky vzdálené od sebe, i když to nemusí být nutně vždy.Společné propojené počítače tvoří to, co se nazývá výpočetní mřížka.

Výpočetní mřížky mohou být velmi velké a potenciálně zahrnují tisíce počítačů, které by se mohly šířit po celém světě.Tyto počítače mohou také pracovat na nesouvisejících problémech současně, přičemž úkoly jsou zpracovány mřížkou distribuovanou mezi počítače podle toho, kolik náhradních zpracovatelských kapacity má každý v tu chvíli.Grid Computing se liší od většiny ostatních moderních paralelních výpočtů, protože jedna mřížka často zahrnuje rozmanitou řadu počítačů různých schopností, spíše než skupinu identických jednotek.Se stejnými schopnostmi úzce spolupracovat jako jediná jednotka.Na rozdíl od symetrického multiprocesu, který používá více procesorů, které sdílejí běžnou paměť a operační systém, je každá jednotlivá jednotka v klastru úplným samostatným počítačem.Obvykle jsou ve stejné geografické poloze a jsou spojeny v místní oblasti.Některé počítače jsou postaveny speciálně pro použití v počítačových klastrech, ale klastry mohou být také vytvořeny propojením počítačů, které byly původně navrženy tak, aby fungovaly autonomně.

Masivně paralelní počítače mají určité podobnosti s klastrovými počítači, protože jsou také složeny z více počítačů spojených dohromady, ale jsou mnohem větší a obvykle obsahují stovkys nebo tisíce uzlů.Mají také své vlastní specializované komponenty spojující jednotlivé počítače, které je zahrnují dohromady, zatímco počítačové klastry jsou spojeny standardním hardwarem, často označovaný jako komoditní komponenty.Nejpokročilejší masivně paralelní počítače mohou být skutečně kolosální, obsahující desítky tisíc jednotlivých počítačů, které vyplňují tisíce čtverečních stop prostoru, všechny pracují společně.Většina světových pokročilých superpočítačů, používaných pro komplexní výpočty v oblastech, jako je astrofyzika a globální modelování klimatu, je tohoto typu.