Các loại công nghệ xử lý song song khác nhau là gì?

Xử lý song song là một loại xử lý máy tính trong đó các tác vụ điện toán lớn được chia thành các tác vụ phụ nhỏ hơn sau đó được xử lý đồng thời hoặc song song, thay vì tuần tự.Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong điện toán hiện đại, đặc biệt là cho các vấn đề nâng cao như những vấn đề được xử lý trong khoa học tự nhiên.Ví dụ về công nghệ xử lý song song trong một thiết bị duy nhất bao gồm đa xử lý đối xứng và xử lý đa lõi.Nhiều máy tính cũng có thể được liên kết với nhau để hoạt động song song thông qua các phương thức như điện toán phân tán, cụm máy tính và máy tính song song ồ ạt. Một bộ xử lý đối xứng là một máy tính có bộ nhớ chính và thể hiện hệ điều hành chính được liên kết với nhiều bộ xử lý giống nhau.Các bộ xử lý có cùng khả năng và được liên kết với bộ nhớ chung, vì vậy các tác vụ có thể dễ dàng được chỉ định hoặc chỉ định lại khi cần thiết để cân bằng khối lượng công việc giữa chúng.Trong xử lý đa lõi, mỗi bộ xử lý chứa ít nhất hai đơn vị xử lý trung tâm (CPU), được gọi là lõi, chịu trách nhiệm đọc và thực hiện các hướng dẫn.Về cơ bản, một bộ xử lý đa lõi thực sự là nhiều bộ xử lý trong một thành phần tích hợp duy nhất.Điều này cho phép giao tiếp nhanh hơn và hiệu quả hơn giữa các lõi xử lý, so với các máy tính đa bộ xử lý trong đó mỗi CPU là một thành phần riêng biệt.Máy tính đa bộ xử lý được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khoa học và kinh doanh.Nó ít phổ biến hơn trong các hệ thống máy tính cá nhân, thường là các thiết kế không điều khiển, mặc dù bộ xử lý đã trở nên phổ biến hơn trong thị trường tiêu dùng.Phần mềm máy tính phải được thiết kế đặc biệt cho các máy tính đa bộ xử lý để tận dụng tối đa lợi ích mà nó có thể cung cấp và loại phần mềm này thường gặp sự cố hiệu suất trên máy tính đơn lẻ.Tương tự như vậy, các chương trình được viết với một bộ xử lý duy nhất thường chỉ đạt được lợi ích hạn chế từ đa xử lý vì chúng không được thiết kế để tận dụng lợi thế của nó.Công nghệ xử lý song song phân tán sử dụng nhiều máy tính độc lập, nếu không thì độc lập hoạt động trên các phần khác nhau của một vấn đề song song, được liên kết với nhau qua Internet hoặc mạng nội bộ để chúng có thể giao tiếp với nhau.Loại công nghệ xử lý song song này có thể được sử dụng với các máy tính cách xa nhau về mặt vật lý, mặc dù điều này không nhất thiết phải luôn luôn như vậy.Cùng với nhau, các máy tính được liên kết hình thành cái gọi là lưới tính toán. Các lưới tính toán có thể rất lớn, có khả năng kết hợp hàng ngàn máy tính có thể được lan truyền trên toàn thế giới.Các máy tính này cũng có thể đang làm việc trên các vấn đề không liên quan cùng một lúc, với các nhiệm vụ được thực hiện bởi lưới được phân phối giữa các máy tính theo công suất xử lý dự phòng mà mỗi người có tại thời điểm đó.Điện toán lưới khác với hầu hết các điện toán song song hiện đại khác vì một lưới đơn thường bao gồm một loạt các máy tính khác nhau có các khả năng khác nhau, thay vì một nhóm các đơn vị giống hệt nhau.Với khả năng giống hệt nhau, hãy hợp tác chặt chẽ với nhau như một đơn vị.Không giống như đa xử lý đối xứng, sử dụng nhiều bộ xử lý có chung bộ nhớ và hệ điều hành chung, mỗi đơn vị riêng lẻ trong một cụm là một máy tính độc lập hoàn chỉnh.Chúng thường ở cùng một vị trí địa lý và được kết nối trên mạng địa phương.Một số máy tính được xây dựng đặc biệt để sử dụng trong các cụm máy tính, nhưng các cụm cũng có thể được hình thành bằng cách liên kết các máy tính ban đầu được thiết kế để vận hành tự động.Máy tính song song ồs hoặc hàng ngàn nút.Họ cũng có các thành phần chuyên dụng của riêng mình liên kết các máy tính riêng lẻ bao gồm nó với nhau, trong khi các cụm máy tính được nối với nhau theo phần cứng tiêu chuẩn, ngoài kệ thường được gọi là các thành phần hàng hóa.Các máy tính song song ồ ạt tiên tiến nhất có thể thực sự khổng lồ, chứa hàng chục ngàn máy tính riêng lẻ lấp đầy hàng ngàn feet vuông không gian, tất cả đều hoạt động cùng nhau.Hầu hết các siêu máy tính nâng cao trên thế giới, được sử dụng để tính toán phức tạp trong các khu vực như vật lý thiên văn và mô hình khí hậu toàn cầu, thuộc loại này.