Lähivõte protsessori kiibist arvuti emaplaadil
Pildi krediit: Riccardo_Mojana/iStock/Getty Images
Paralleel- ja jadatöötlus kirjeldab, kas arvutisüsteem suudab kasutatavaid arvutusülesandeid lahti võtta mitu protsessorit või tuuma samaaegselt või kui see sõltub ülesannete täitmisest ühe protsessoriga tuum. Kõik üksikud tarbijaarvutite protsessorid olid jadaprotsessorid enne 2005. aasta keskpaika, kui Intel tutvustas esimest tarbijale mõeldud kahetuumalist protsessorit. Mitu ühetuumalist protsessorit saavad töötada koos jadatöötlusega võrku ühendatud paralleelsete arvutiklastrite kaudu või mitu protsessorit ühel emaplaadil.
Arvutid on multitegumtöötlusmasinad
Tüüpiline kaasaegne arvuti täidab igal ajahetkel kümneid kuni sadu ülesandeid; aga iga tuum töötab korraga ainult ühe protsessi kallal. Protsessor hüppab pidevalt erinevate töötlemislõimede või juhiste voogude vahel, et käivitada mitu samaaegset programmi reaalajas illusiooni, mida nimetatakse samaaegsuseks. Arvuti raiskab tööülesannete vahetamisel protsessoritsükleid ega tööta multitegumtöö ajal optimaalse efektiivsusega.
Päeva video
Ülesannete täitmine paralleelselt
Paralleeltöötluskeskkond suudab ülesandeid kiiremini töödelda, kui programmid on loodud paralleeltöötluseks. Jadaprogrammid seavad kõik juhised järjestikku ja liidevad protsessoriga ühe lõime abil. Paralleelsed programmid jagavad ülesanded üksikuteks osadeks, mida saab jagada mitme protsessorituuma vahel ja kokku panna uuesti lõpetatud ülesannetena. Paralleelprotsessorid suudavad korralikult kirjutatud koodiga korrutada sarnase taktiga jadaprotsessorite töötlemisvõimsust. Suurema taktsagedusega jadaprotsessor võib aga ühe lõimega töötades ületada paralleelprotsessoreid.
Seeriatöötlus käib
Jadatöötluseks kirjutatud programmid kasutavad korraga ainult ühte tuuma ja töötlevad ülesandeid järjestikuses järjekorras. Jadaprotsessor toimib sarnaselt tosina avatud kassarada toidupoes, kus üks kassapidaja jookseb erinevate radade vahel ja kontrollib kõiki korraga. Kassa ehk CPU hüppab ühelt rajalt teisele, kontrollides mitut kaupa korraga, enne kui liigub järgmise juurde, eesmärgiga lõpetada kõik tellimused korraga.
Paralleelne töötlemine töös
Paralleelprotsessorite idee seisneb selles, et rohkem tuumasid, mis töötavad koos, tagab parema jõudluse. Paralleelprotsessor käitub nii, nagu oleks rohkem kui üks kassapidaja, kes töötab kümnel kassarajal. Kui programm on seadistatud paralleeltöötluse ärakasutamiseks, võib "klient" jagada oma tellimuse väiksemateks rühmadeks ja kasutada korraga mitut kassarada.
Paralleelprotsessorid laiendavad võimalusi
2007. aastal kasutas Nvidia esimest korda paralleeltöötlust graafikatehnoloogia edendamiseks. Graafikatöötlusseadmed kasutavad paralleeltöötlust tasemel, mis vähendab väikeste arvutuste tegemisel jadatöötluse jõudlust. Kui protsessoritel on tavaliselt kergesti loendatav tuumade arv, siis GPU-del võib olla tuhandeid väiksema võimsusega tuumasid, mis sobivad paremini lihtsamate samaaegsete arvutuste tegemiseks. Graafikaprotsessoreid kasutatakse tavaliselt graafika jaoks, kuid need võivad teha muid arvutusi näiteks sortimise ja maatriksalgebra jaoks.
