Párhuzamos vs. soros processzor

A párhuzamos és soros feldolgozás azt írja le, hogy egy számítógépes rendszer képes-e szétszedni a számítási feladatokat több processzor vagy mag egyidejű használatához, vagy a feladatok egyetlen processzormaggal való végrehajtásától függ. Minden egyéni fogyasztói számítógép-processzor soros processzor volt 2005 közepe előtt, amikor az Intel bemutatta az első fogyasztói kétmagos processzort. Több egymagos processzor együtt tud működni a soros feldolgozás kezelésére hálózatba kapcsolt párhuzamos számítógép-fürtökön keresztül, vagy több processzort futtathat egyetlen alaplapon.

A számítógépek többfeladatos gépek

Egy tipikus modern számítógép több tucat-száz feladatot hajt végre egy adott időpontban; azonban minden mag egyszerre csak egy folyamaton dolgozik. A processzor folyamatosan ugrál a különböző feldolgozási "szálak" vagy "utasítási folyamok" között, hogy több párhuzamos programot futtasson egy valós idejű illúzióban, amelyet párhuzamosságnak neveznek. A számítógép a processzorciklusokat vesztegeti a feladatok közötti váltás során, és nem működik optimális hatékonysággal többfeladatos munka közben.

Feladatok párhuzamos végrehajtása

A párhuzamos feldolgozási környezet gyorsabban tudja feldolgozni a feladatokat, ha a programokat párhuzamos feldolgozásra tervezték. A soros programok soros elrendezésben rendezik az összes utasítást, és egyetlen szálon keresztül kapcsolódnak a processzorhoz. A párhuzamos programok úgy működnek, hogy a feladatokat különálló részekre bontják, amelyek feloszthatók több processzormag között, és kész feladatokként újra összeállíthatók. A párhuzamos processzorok megfelelően megírt kóddal képesek megsokszorozni a hasonló órajelű soros processzorok feldolgozási teljesítményét. A magasabb órajellel rendelkező soros processzorok azonban felülmúlhatják a párhuzamos processzorokat, ha egyetlen szálon dolgoznak.

Soros feldolgozás működés közben

A soros feldolgozásra írt programok egyszerre csak egy magot használnak, és a feladatokat egymás utáni sorrendben dolgozzák fel. A soros processzor nagyon úgy működik, mintha egy tucatnyi nyitott pénztári sáv lenne az élelmiszerboltban, és egy pénztáros futna a különböző sávok között, és mindenkit egyszerre fizetne ki. A pénztáros vagy a CPU sávról sávra ugrál, és egyszerre néhány tételt néz ki, mielőtt továbblépne a következőre azzal a céllal, hogy az összes rendelést egyszerre fejezze be.

Párhuzamos feldolgozás folyamatban

A párhuzamos processzorok mögött az az elképzelés áll, hogy több mag, amely együtt működik, jobb teljesítményt eredményez. Egy párhuzamos processzor úgy viselkedik, mintha egynél több pénztáros lenne egy tucat pénztári sávon. Ha egy program úgy van beállítva, hogy kihasználja a párhuzamos feldolgozás előnyeit, akkor az „ügyfél” kisebb csoportokra bonthatja a megrendelését, és egyszerre több fizetési sávot használhat.

A párhuzamos processzorok lehetőségeinek bővítése

2007-ben az Nvidia először használt párhuzamos feldolgozást a grafikus technológia fejlesztésére. A grafikus feldolgozó egységek párhuzamos feldolgozást alkalmaznak olyan szinten, amely kisebb számítások elvégzésekor lerobbantja a soros feldolgozási teljesítményt. Míg a CPU-k általában könnyen megszámlálható számú maggal rendelkeznek, a GPU-k több ezer kisebb teljesítményű magot tartalmazhatnak, amelyek alkalmasabbak egyszerűbb egyidejű számítások futtatására. A GPU-kat általában grafikákhoz használják, de más számításokat is végezhetnek, például a rendezéshez és a mátrixalgebrához.