Kokie yra skirtingi lygiagretaus apdorojimo technologijų tipai?

Lygiagretusis apdorojimas yra kompiuterinio apdorojimo tipas, kai didelės skaičiavimo užduotys suskaidomos į smulkesnes užduotis, kurios vėliau apdorojamos vienu metu arba lygiagrečiai, o ne paeiliui. Ši technologija plačiai naudojama šiuolaikinėje kompiuterijoje, ypač sprendžiant sudėtingas problemas, tokias kaip gamtos mokslai. Lygiagretaus apdorojimo technologijos pavyzdžiai viename įrenginyje apima simetrinį kelių apdorojimą ir kelių branduolių apdorojimą. Keli kompiuteriai taip pat gali būti sujungti, kad veiktų lygiagrečiai naudojant tokius metodus kaip paskirstytasis kompiuteris, kompiuterių klasteriai ir masiškai lygiagrečiai kompiuteriai.

Simetrinis daugiaprocesorius yra kompiuteris, turintis vieną bendrą pagrindinę atmintį ir operacinės sistemos egzempliorių, susietą su keliais identiškais procesoriais. Procesoriai turi tas pačias galimybes ir yra susieti su bendra atmintimi, todėl užduotis galima lengvai priskirti arba prireikus perskirstyti, kad būtų subalansuotas darbo krūvis. Kelių branduolių apdorojimo metu kiekviename procesoriuje yra bent du centriniai procesoriai (CPU), vadinami branduoliais, kurie yra atsakingi už instrukcijų skaitymą ir vykdymą. Iš esmės kelių branduolių procesorius iš tikrųjų yra keli procesoriai viename integruotame komponente. Tai leidžia greičiau ir efektyviau bendrauti tarp apdorojimo branduolių, palyginti su kelių procesorių kompiuteriais, kuriuose kiekvienas procesorius yra atskiras komponentas.

Daugiaprocesoriai kompiuteriai plačiai naudojami mokslo ir verslo srityse. Tai mažiau paplitusi asmeninių kompiuterių sistemose, kurios dažniausiai yra vieno procesoriaus konstrukcijos, nors vartotojų rinkoje vis dažniau naudojami keli procesoriai. Kompiuterių programinė įranga turi būti specialiai sukurta kelių procesorių kompiuteriams, kad būtų galima visapusiškai pasinaudoti jos teikiamais pranašumais, ir dėl to tokio tipo programinė įranga dažnai turi našumo problemų vieno procesoriaus kompiuteryje. Be to, programos, parašytos turint omenyje vieną procesorių, paprastai įgyja tik ribotą naudą iš kelių apdorojimo, nes jos nėra skirtos tuo pasinaudoti.

Paskirstytoji lygiagretaus apdorojimo technologija naudoja kelis, kitaip nepriklausomus kompiuterius, lygiagrečiai dirbančius su skirtingomis problemos dalimis, sujungtus internetu arba vidiniu tinklu, kad galėtų bendrauti tarpusavyje. Tokio tipo lygiagretaus apdorojimo technologija gali būti naudojama kompiuteriuose, kurie yra fiziškai nutolę vienas nuo kito, nors tai nebūtinai visada būna. Kartu susieti kompiuteriai sudaro vadinamąjį skaičiavimo tinklelį.

Skaičiavimo tinkleliai gali būti labai dideli, juose gali būti tūkstančiai kompiuterių, kurie gali būti pasklidę visame pasaulyje. Šie kompiuteriai taip pat gali vienu metu spręsti nesusijusias problemas, o užduotis atlieka tinklelis, paskirstytas tarp kompiuterių pagal tai, kiek kiekvienas turi tuo metu laisvų apdorojimo pajėgumų. Tinklelio skaičiavimas skiriasi nuo daugumos kitų šiuolaikinių lygiagrečiųjų skaičiavimų, nes į vieną tinklelį dažnai įeina įvairus įvairių pajėgumų kompiuterių masyvas, o ne identiškų vienetų grupė.

Kompiuterių klasteriai yra lygiagrečios apdorojimo technologijos forma, kai keli susieti kompiuteriai, paprastai turintys vienodas galimybes, glaudžiai veikia kartu kaip vienas vienetas. Skirtingai nuo simetrinio kelių apdorojimo, kai naudojami keli procesoriai, turintys bendrą atmintį ir operacinę sistemą, kiekvienas atskiras grupės blokas yra visiškai atskiras kompiuteris. Paprastai jie yra toje pačioje geografinėje vietoje ir yra prijungti prie vietinio tinklo. Kai kurie kompiuteriai yra sukurti specialiai naudoti kompiuterių grupėse, tačiau grupes taip pat galima sudaryti susiejant kompiuterius, kurie iš pradžių buvo sukurti veikti autonomiškai.
Labai lygiagretūs kompiuteriai turi tam tikrų panašumų su klasteriniais kompiuteriais, nes juos taip pat sudaro keli kompiuteriai, sujungti kartu, tačiau jie yra daug didesni ir paprastai juose yra šimtai ar tūkstančiai mazgų. Jie taip pat turi savo specializuotus komponentus, jungiančius juos sudarančius atskirus kompiuterius, o kompiuterių grupes sujungia standartinė, jau paruošta aparatinė įranga, dažnai vadinama prekiniais komponentais. Patys pažangiausi masiškai lygiagretūs kompiuteriai gali būti tikrai milžiniški, juose yra dešimtys tūkstančių atskirų kompiuterių, užpildančių tūkstančius kvadratinių pėdų erdvės ir visi kartu veikiantys. Dauguma pasaulyje pažangių superkompiuterių, naudojamų sudėtingiems skaičiavimams tokiose srityse kaip astrofizika ir pasaulinis klimato modeliavimas, yra tokio tipo.