什么是并行計(jì)算
發(fā)布時(shí)間：
2022-06-13
什么是并行計(jì)算？并行計(jì)算是相對(duì)于串行計(jì)算而言的，是指一種能夠讓多條指令同時(shí)進(jìn)行的計(jì)算模式，可分為時(shí)間并行和空間并行。
時(shí)間并行即利用多條流水線同時(shí)作業(yè);空間并行是指使用多個(gè)處理器執(zhí)行并發(fā)計(jì)算，以降低解決復(fù)雜問(wèn)題所需要的時(shí)間。后者主要表現(xiàn)為利用共享存儲(chǔ)器組成多處理器的并行計(jì)算機(jī)，以及利用網(wǎng)絡(luò)組成多臺(tái)計(jì)算機(jī)的并行結(jié)構(gòu)。
早期的并行計(jì)算主要應(yīng)用于科學(xué)研究領(lǐng)域，配備專有的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境，需要專門(mén)的并行程序語(yǔ)言和編程模型才能完成程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行。科學(xué)家利用這種并行計(jì)算結(jié)構(gòu)在高精尖領(lǐng)域來(lái)縮短解決復(fù)雜問(wèn)題的時(shí)間。
現(xiàn)在全球領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算機(jī)，包括IBM的BlueGene/Q、Summit、Sierra，還有我國(guó)的天河二號(hào)、神威太湖之光等都已經(jīng)發(fā)展到了數(shù)百萬(wàn)個(gè)，甚至是數(shù)千萬(wàn)個(gè)CPU核，具備令人吃驚的計(jì)算及存儲(chǔ)能力。可以說(shuō)并行計(jì)算為云計(jì)算奠定了理論和架構(gòu)基礎(chǔ)。
分布式計(jì)算與并行計(jì)算的相同之處都是將大型的復(fù)雜任務(wù)劃分為多個(gè)子任務(wù)，然后再分配到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)算。不同之處在于并行計(jì)算一般是各節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)專有的高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接和通信，節(jié)點(diǎn)之間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，主要部署在局域網(wǎng)內(nèi)，節(jié)點(diǎn)的軟硬件配置也比較一致。
分布式計(jì)算的結(jié)構(gòu)則比較松散，計(jì)算機(jī)可以分布在各處，軟硬件配置不盡相同，不需要專有網(wǎng)絡(luò)，可以跨越局域網(wǎng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，對(duì)節(jié)點(diǎn)間的實(shí)時(shí)通信要求沒(méi)有那么嚴(yán)格。
分布式計(jì)算的通信代價(jià)比起并行計(jì)算來(lái)說(shuō)要大得多，也需要應(yīng)對(duì)更多的網(wǎng)絡(luò)及安全挑戰(zhàn)。分布式計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信和調(diào)度是云計(jì)算的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。
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