Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι τεχνολογίας παράλληλης επεξεργασίας;

Η παράλληλη επεξεργασία είναι ένας τύπος επεξεργασίας υπολογιστών στον οποίο οι μεγάλες εργασίες πληροφορικής χωρίζονται σε μικρότερες υπο-εργασίες που στη συνέχεια επεξεργάζονται ταυτόχρονα ή παράλληλα και όχι διαδοχικά.Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη πληροφορική, ειδικά για προχωρημένα προβλήματα όπως αυτά που αντιμετωπίζονται στις φυσικές επιστήμες.Παραδείγματα τεχνολογίας παράλληλης επεξεργασίας εντός μιας μόνο συσκευής περιλαμβάνουν συμμετρική πολλαπλασιαστική και πολυκεντρική επεξεργασία.Πολλοί υπολογιστές μπορούν επίσης να συνδεθούν μεταξύ τους για να λειτουργούν παράλληλα μέσω μεθόδων όπως κατανεμημένοι υπολογιστές, συστάδες υπολογιστών και μαζικά παράλληλοι υπολογιστές.

Ο συμμετρικός πολλαπλασιασμός είναι ένας υπολογιστής με μία κοινή κύρια μνήμη και το λειτουργικό σύστημα που συνδέεται με πολλαπλούς, πανομοιότυπους επεξεργαστές.Οι επεξεργαστές έχουν τις ίδιες δυνατότητες και συνδέονται με μια κοινή μνήμη, επομένως οι εργασίες μπορούν εύκολα να εκχωρηθούν ή να επανατοποθετηθούν ανάλογα με τις ανάγκες για την εξισορρόπηση του φόρτου εργασίας μεταξύ τους.Στην πολυεπίπεδη επεξεργασία, κάθε επεξεργαστής περιέχει τουλάχιστον δύο κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU), που ονομάζονται πυρήνες, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την ανάγνωση και την εκτέλεση οδηγιών.Ουσιαστικά, ένας πολύπλευρος επεξεργαστής είναι στην πραγματικότητα πολλαπλοί επεξεργαστές σε ένα ενιαίο ολοκληρωμένο στοιχείο.Αυτό επιτρέπει ταχύτερη και αποτελεσματικότερη επικοινωνία μεταξύ των πυρήνων επεξεργασίας, σε σύγκριση με τους υπολογιστές πολλαπλών επεξεργαστών, στους οποίους κάθε CPU είναι ξεχωριστό στοιχείο.Οι υπολογιστές πολλαπλών επεξεργαστών χρησιμοποιούνται ευρέως σε επιστημονικές και επιχειρηματικές εφαρμογές.Είναι λιγότερο συνηθισμένο στα συστήματα προσωπικών υπολογιστών, τα οποία είναι συνήθως σχέδια uniprocessor, αν και οι πολλαπλασιαστές έχουν γίνει πιο συνηθισμένες στην καταναλωτική αγορά.Το λογισμικό υπολογιστών πρέπει να έχει σχεδιαστεί ειδικά για υπολογιστές πολλαπλών επεξεργαστών για να επωφεληθεί πλήρως από τα οφέλη που μπορεί να προσφέρει και αυτό το είδος λογισμικού έχει συχνά προβλήματα απόδοσης σε έναν υπολογιστή με έναν επεξεργαστή ως αποτέλεσμα.Ομοίως, τα προγράμματα γραμμένα με έναν μόνο επεξεργαστή στο μυαλό συνήθως αποκτούν μόνο περιορισμένα οφέλη από την πολλαπλασιασμό, επειδή δεν έχουν σχεδιαστεί για να το εκμεταλλευτούν.

Η κατανεμημένη τεχνολογία παράλληλης επεξεργασίας χρησιμοποιεί πολλαπλούς, διαφορετικά ανεξάρτητους υπολογιστές που εργάζονται σε διάφορα μέρη ενός προβλήματος παράλληλα, που συνδέονται μαζί μέσω του Διαδικτύου ή ενός εσωτερικού δικτύου, ώστε να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους.Αυτός ο τύπος τεχνολογίας παράλληλης επεξεργασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με υπολογιστές που είναι φυσικά απομακρυσμένοι μεταξύ τους, αν και αυτό δεν είναι απαραίτητα πάντα η περίπτωση.Μαζί, οι συνδεδεμένοι υπολογιστές σχηματίζουν αυτό που ονομάζεται υπολογιστικό δίκτυο.

Υπολογιστικά πλέγματα μπορεί να είναι πολύ μεγάλα, ενδεχομένως ενσωματώνοντας χιλιάδες υπολογιστές που μπορεί να εξαπλωθούν σε όλο τον κόσμο.Αυτοί οι υπολογιστές ενδέχεται επίσης να εργάζονται για άσχετα προβλήματα ταυτόχρονα, με τα καθήκοντα που εργάζονται από το δίκτυο που διανέμεται μεταξύ των υπολογιστών ανάλογα με το πόση εφεδρική ικανότητα επεξεργασίας έχει αυτή τη στιγμή εκείνη τη στιγμή.Ο υπολογισμός του πλέγματος διαφέρει από τις περισσότερες άλλες σύγχρονες παράλληλες υπολογιστές, επειδή ένα ενιαίο πλέγμα περιλαμβάνει συχνά μια ποικιλία υπολογιστών διαφορετικών δυνατοτήτων, παρά μια ομάδα πανομοιότυπων μονάδων.Με πανομοιότυπες δυνατότητες, συνεργάζεστε στενά ως μία μονάδα.Σε αντίθεση με τη συμμετρική πολλαπλή επεξεργασία, η οποία χρησιμοποιεί πολλαπλούς επεξεργαστές που μοιράζονται μια κοινή μνήμη και λειτουργικό σύστημα, κάθε μεμονωμένη μονάδα σε ένα σύμπλεγμα είναι ένας πλήρης αυτόνομος υπολογιστής.Αυτά συνήθως βρίσκονται στην ίδια γεωγραφική θέση και συνδέονται σε ένα τοπικό δίκτυο.Ορισμένοι υπολογιστές είναι κατασκευασμένοι ειδικά για χρήση σε συστάδες υπολογιστών, αλλά οι συστάδες μπορούν επίσης να σχηματιστούν συνδέοντας υπολογιστές που σχεδιάστηκαν αρχικά για να λειτουργούν αυτόνομα.

Οι μαζικά παράλληλοι υπολογιστές έχουν κάποιες ομοιότητες με τους υπολογιστές συμπλέγμαS ή χιλιάδες κόμβους.Έχουν επίσης τα δικά τους εξειδικευμένα εξαρτήματα που συνδέουν τους μεμονωμένους υπολογιστές που την περιλαμβάνουν μαζί, ενώ τα συστάδες υπολογιστών συνδέονται μαζί με το τυποποιημένο υλικό εκτός του ραφιού που συχνά αναφέρονται ως εξαρτήματα βασικών προϊόντων.Οι πιο προηγμένοι μαζικά παράλληλοι υπολογιστές μπορούν να είναι πραγματικά κολοσσιαία, που περιέχει δεκάδες χιλιάδες μεμονωμένους υπολογιστές που γεμίζουν χιλιάδες τετραγωνικά πόδια χώρου, όλοι συνεργάζονται.Οι περισσότεροι από τους παγκόσμιους προχωρημένους υπερυπολογιστές, που χρησιμοποιούνται για σύνθετους υπολογισμούς σε περιοχές όπως η αστροφυσική και η παγκόσμια μοντελοποίηση του κλίματος, είναι αυτού του τύπου.