Párhuzamos Számítási Definíció
Párhuzamos számítási egy olyan típusú számítástechnikai architektúra, amelyben több processzorok egyszerre futtatni több, kisebb számításokat bontásban az átfogó nagyobb, összetett probléma.
Gyqs
mi a párhuzamos számítástechnika?
a párhuzamos számítástechnika arra a folyamatra utal, hogy a nagyobb problémákat kisebb, független, gyakran hasonló részekre bontják, amelyeket egyszerre több, megosztott memórián keresztül kommunikáló processzor hajthat végre, amelyek eredményeit egy átfogó algoritmus részeként egyesítik. A párhuzamos számítástechnika elsődleges célja a rendelkezésre álló számítási teljesítmény növelése az alkalmazások gyorsabb feldolgozása és problémamegoldása érdekében.
Párhuzamos számítási infrastruktúra általában ad otthont belül egy adatközpont, ahol több processzorok telepített szerver rack; számítás kérések elosztott kis darabokat az alkalmazás-szerver, amely majd kivégezték egyszerre minden szerveren.
- Kis-szintű párhuzamosság: növeli a processzor word méretét, ami csökkenti az utasítások mennyiségét, amelyet a processzornak végre kell hajtania annak érdekében, hogy a szó hosszánál nagyobb változókon végezzen műveletet.
- utasítás szintű párhuzamosság: a hardveres megközelítés dinamikus párhuzamosságon működik, amelyben a processzor futási időben dönti el, hogy mely utasításokat kell párhuzamosan végrehajtani; a szoftveres megközelítés statikus párhuzamosságon működik, amelyben a fordító eldönti, hogy mely utasításokat kell párhuzamosan végrehajtani
- feladat párhuzamosság: egyfajta párhuzamosítás számítógépes kód szerte több processzor fut több különböző feladatot egyszerre ugyanazon adatok
- Superword-szintű párhuzamosság: a vectorization technika, amely képes kihasználni párhuzamokat inline kód
Párhuzamos alkalmazások jellemzően minősül, vagy finom szemcséjű párhuzamosság, amelyek részfeladatokat közlik, hogy többször másodpercenként; durva szemcséjű párhuzamosság, amelyek részfeladatokat nem közlik többször másodpercenként; vagy kínos párhuzamosság, amelyek részfeladatokat ritkán, vagy soha nem kommunikálni. A párhuzamos számítástechnikában történő leképezés a kínosan párhuzamos problémák megoldására szolgál, egy egyszerű művelet alkalmazásával a szekvencia összes elemére anélkül, hogy a részfeladatok közötti kommunikációt igényelnék.
a párhuzamos számítástechnika népszerűsítése és fejlődése a 21.században a processzorfrekvencia-skálázás hatására jött létre. A frekvencia növelése növeli a processzorban használt teljesítmény mennyiségét, a processzor frekvenciájának méretezése pedig egy bizonyos pont után már nem valósítható meg; ezért a programozók, meg a gyártók kezdett tervezése párhuzamos rendszer szoftver, valamint termelő energia-hatékony processzorok a több mag, annak érdekében, hogy foglalkozzon a kérdéssel, a fogyasztás, valamint a túlmelegedés központi feldolgozó egység.
a párhuzamos számítástechnika jelentősége a többmagos processzorok és GPU-k egyre növekvő használatával tovább növekszik. A GPU-k együttműködnek a CPU-kkal az adatok átviteli sebességének és az alkalmazáson belüli párhuzamos számítások számának növelése érdekében. A párhuzamosság erejével a GPU egy adott idő alatt több munkát végezhet, mint egy CPU.
A párhuzamos számítógépes architektúra alapjai
párhuzamos számítógépes architektúra létezik a párhuzamos számítógépek széles választékában, azon szint szerint osztályozva, amelyen a hardver támogatja a párhuzamosságot. A párhuzamos számítógépes architektúra és programozási technikák együtt dolgoznak ezen gépek hatékony kihasználásán. A párhuzamos számítógépes architektúrák osztályai a következők:
- többmagos Számítástechnika: A többmagos processzor egy számítógépes processzor integrált áramkör két vagy több különálló processzormaggal, amelyek mindegyike párhuzamosan hajtja végre a program utasításait. A magok egyetlen chipcsomagban vagy egyetlen integrált áramköri lapkára több dies-re vannak integrálva, és olyan architektúrákat valósíthatnak meg, mint a multithreading, a superscalar, a vector vagy a VLIW. A többmagos architektúrákat homogénnek minősítik, amely csak azonos vagy heterogén magokat tartalmaz, amelyek nem azonos magokat tartalmaznak.
- szimmetrikus többprocesszoros: többprocesszoros számítógép hardver, mind a szoftver architektúrát, amelyben két vagy több egymástól független, homogén, processzor által vezérelt egyetlen operációs rendszer, például, hogy úgy bánik minden processzorok egyformán, majd csatlakozik egy egységes, megosztott fő memória teljes hozzáférés minden a közös erőforrások eszközök. Minden processzornak van saját gyorsítótár-memóriája, csatlakoztatható chipes hálós hálózatokkal, és bármilyen feladaton dolgozhat, függetlenül attól, hogy az adott feladat adatai a memóriában vannak-e.
- elosztott számítástechnika: Az elosztott rendszerkomponensek különböző hálózati számítógépeken találhatók, amelyek összehangolják tevékenységüket tiszta HTTP, RPC-szerű csatlakozók és üzenetsorok útján történő kommunikációval. Az elosztott rendszerek jelentős jellemzői közé tartozik az alkatrészek független meghibásodása és az alkatrészek egyidejű működése. Az elosztott programozás jellemzően kliens–szerver, háromszintű, n-szintű vagy peer-to-peer architektúráknak minősül. Sok átfedés van az elosztott és párhuzamos számítástechnikában, és a kifejezéseket néha felcserélhetően használják.
- tömegesen párhuzamos számítástechnika: számos számítógép vagy számítógépes processzor használatára utal, hogy párhuzamosan hajtson végre egy sor számítást. Az egyik megközelítés több processzor csoportosítását foglalja magában egy szorosan strukturált, központosított számítógépes klaszterben. Egy másik megközelítés a grid computing, amelyben számos széles körben elterjedt számítógép működik együtt és kommunikál az Interneten keresztül egy adott probléma megoldása érdekében.
más párhuzamos számítógépes architektúrák közé tartoznak a speciális párhuzamos számítógépek, klaszter Számítástechnika, rács Számítástechnika, vektorprocesszorok, alkalmazásspecifikus integrált áramkörök, általános célú Számítástechnika grafikus feldolgozó egységeken (GPGPU), valamint újrakonfigurálható Számítástechnika mező-programozható kapu tömbökkel. A fő memória bármely párhuzamos számítógépes struktúrában elosztott memória vagy megosztott memória.
párhuzamos számítástechnikai szoftvermegoldásokat és technikákat
párhuzamos programozási nyelveket, API-kat, könyvtárakat és párhuzamos programozási modelleket fejlesztettek ki a párhuzamos hardveres Számítástechnika megkönnyítésére. Néhány párhuzamos számítástechnikai szoftver megoldások és technikák közé tartozik:
- Application checkpointing: a technika, amely hibatűrést számítástechnikai rendszerek rögzítésével az összes alkalmazás jelenlegi változó állapotok, amely lehetővé teszi az alkalmazás visszaállítani és újraindítani ettől a ponttól a hiba esetén. A Checkpointing kulcsfontosságú technika a rendkívül párhuzamos számítástechnikai rendszerek számára, amelyekben a nagy teljesítményű számítástechnika nagyszámú processzoron fut.
- automatikus párhuzamosítás: a szekvenciális kód többszálú kódra történő átalakítására utal annak érdekében, hogy egyszerre több processzort használjon egy megosztott memória többprocesszoros (SMP) gépben. Az automatikus párhuzamosítási technikák közé tartozik az elemzés, az elemzés, az ütemezés és a kódgenerálás. A közös párhuzamosításra jellemző példák a paradigma fordító, a Polaris fordító, a Rice Fortran d fordító, a SUIF fordító és a Vienna Fortran fordító.
- párhuzamos programozási nyelvek: A párhuzamos programozási nyelvek általában elosztott memóriának vagy megosztott memóriának minősülnek. Míg az elosztott memória programozási nyelvek az üzenet átadását használják a kommunikációhoz, a megosztott memória programozási nyelvek a megosztott memória változók manipulálásával kommunikálnak.
különbség a párhuzamos számítástechnika és a felhőalapú számítástechnika között
a felhőalapú számítástechnika egy általános kifejezés, amely skálázható szolgáltatások-például adatbázisok, Adattárolás, hálózatépítés, szerverek és szoftverek-nyújtására utal az Interneten keresztül, szükség szerint, pay-as-Go alapon.
A felhőalapú számítástechnikai szolgáltatások lehetnek köz-vagy magánszolgáltatások, amelyeket a szolgáltató teljes mértékben kezel, és megkönnyítik az adatokhoz, a munkához és az alkalmazásokhoz való távoli hozzáférést bármely olyan eszközről, amely képes internetkapcsolat létrehozására. A három leggyakoribb szolgáltatási kategória Az infrastruktúra mint szolgáltatás (IaaS), a Platform mint szolgáltatás (PaaS), a szoftver mint szolgáltatás (SaaS).
a Cloud computing egy viszonylag új paradigma a szoftver fejlesztés, amely megkönnyíti a szélesebb körű hozzáférést párhuzamos számítási keresztül hatalmas, virtuális számítógép klaszterek, amely lehetővé teszi, hogy az átlagos felhasználó valamint a kisebb szervezetek tőkeáttétel párhuzamos feldolgozási teljesítmény, valamint a tárolási lehetőségek általában fenntartva a nagyvállalatok számára.
A párhuzamos feldolgozás és a párhuzamos számítástechnika közötti különbség
a párhuzamos feldolgozás olyan számítási módszer, amelyben egy átfogó összetett feladat különálló részeit több CPU-n egyszerre bontják és futtatják, ezáltal csökkentve a feldolgozás időtartamát.
Az egyes feladatok elosztását és hozzárendelését egy másik processzorhoz általában számítógépes tudósok hajtják végre párhuzamos feldolgozó szoftvereszközök segítségével, amelyek szintén az adatok összeszerelésére és olvasására szolgálnak, miután minden processzor megoldotta az adott egyenletet. Ez a folyamat számítógépes hálózaton vagy két vagy több processzorral rendelkező számítógépen keresztül történik.
A párhuzamos feldolgozás és a párhuzamos számítástechnika párhuzamosan történik, ezért a kifejezéseket gyakran egymással felcserélhetően használják; azonban, ha a párhuzamos feldolgozás a számítógépben párhuzamosan futó magok és CPU-k számát érinti, a párhuzamos számítástechnika arra vonatkozik, hogy a szoftver hogyan viselkedik az adott állapot optimalizálása érdekében.
A szekvenciális és párhuzamos számítás közötti különbség
szekvenciális Számítástechnika, Más néven soros számítás, egyetlen processzor használatára utal egy olyan program végrehajtására, amely diszkrét utasítások sorozatára van bontva, mindegyik egymás után végrehajtva, egy adott időpontban átfedés nélkül. A szoftvert hagyományosan egymás után programozták, ami egyszerűbb megközelítést biztosít, de jelentősen korlátozza a processzor sebessége, valamint az egyes utasítássorozatok végrehajtásának képessége. Ahol az uni-processzoros gépek szekvenciális adatszerkezeteket használnak, a párhuzamos számítási környezetekhez tartozó adatstruktúrák párhuzamosak.
a teljesítmény mérése a szekvenciális programozásban sokkal kevésbé összetett és fontos, mint a párhuzamos számítástechnikai referenciaértékek, mivel általában csak a rendszer szűk keresztmetszeteinek azonosítását foglalja magában. A párhuzamos számítástechnika referenciaértékei teljesítményértékelési és teljesítményresszió-tesztelési keretrendszerekkel érhetők el, amelyek különböző mérési módszereket alkalmaznak, például statisztikai kezelést és többszörös ismétlést. Az a képesség, hogy kerülje a szűk azáltal, hogy az adatokat a memória hierarchia különösen nyilvánvaló a párhuzamos számítási adatok a tudomány, a gépi tanulás párhuzamos számítási, illetve párhuzamos számítási mesterséges intelligencia használati esetek.
a szekvenciális Számítástechnika gyakorlatilag ellentétes a párhuzamos számítástechnikával. Míg a párhuzamos számítástechnika összetettebb lehet, és nagyobb költséggel járhat elöl, a probléma gyorsabb megoldásának előnye gyakran meghaladja a párhuzamos számítástechnikai hardver beszerzésének költségeit.
kínál-e az OmniSci párhuzamos számítási megoldást?
A OmniSci platform kihasználja a hatalmas párhuzamos számítási teljesítmény a Gpu a Big Data analytics, így a nagy adat az elemzők adatok a tudósok a hatalom, hogy interaktív lekérdezés, szemléltesse, valamint a teljesítmény adatok a tudomány munkafolyamatok több milliárd rekordok milliszekundum. A OmniSci platform célja, hogy felszámolja a skálázhatóság, valamint a teljesítmény korlátait legacy analytics eszközök szembe a skála, sebesség, valamint a helyszín jellemzői a mai nagy adatkészletek.