Krupni plan procesorskog čipa na matičnoj ploči računala
Zasluga slike: Riccardo_Mojana/iStock/Getty Images
Paralelna i serijska obrada opisuju može li računalni sustav rastaviti računske zadatke za korištenje nekoliko procesora ili jezgri istovremeno ili ako se oslanja na izvršavanje zadataka s jednim procesorom jezgra. Svi pojedinačni potrošački računalni procesori bili su serijski procesori prije sredine 2005. kada je Intel predstavio prvi potrošački procesor s dvije jezgre. Nekoliko jednojezgrenih procesora može raditi zajedno za rukovanje serijskom obradom kroz umrežene paralelne računalne klastere ili pokretanje nekoliko procesora na jednoj matičnoj ploči.
Računala su multitasking strojevi
Tipično moderno računalo izvršava desetke do stotine zadataka u bilo kojem trenutku; međutim, svaka jezgra radi samo na jednom procesu odjednom. Procesor neprestano skače između različitih "niti" obrade ili "tokova instrukcija" kako bi pokrenuo nekoliko istodobnih programa pod iluzijom u stvarnom vremenu koja se naziva istodobnost. Računalo na kraju gubi cikluse procesora tijekom prebacivanja između poslova i ne radi s optimalnom učinkovitošću kada obavlja više zadataka.
Video dana
Paralelno izvršavanje zadataka
Okolina za paralelnu obradu može brže obraditi zadatke kada su programi dizajnirani za korištenje paralelne obrade. Serijski programi poredaju sve upute u serijski raspored i sučelje s procesorom koristeći jednu nit. Paralelni programi rade tako što dijele zadatke na pojedinačne dijelove koji se mogu podijeliti između nekoliko procesorskih jezgri i ponovno sastaviti kao dovršene zadatke. Paralelni procesori mogu umnožiti procesorsku snagu serijskih procesora sličnog takta s pravilno napisanim kodom. Međutim, serijski procesor s većom brzinom takta može nadmašiti paralelne procesore kada radi s jednom niti.
Serijska obrada u akciji
Programi napisani za serijsku obradu koriste samo jednu po jednu jezgru i obrađuju zadatke uzastopnim redoslijedom. Serijski procesor funkcionira kao da imate desetak otvorenih prolaza za naplatu u trgovini s jednim blagajnikom koji radi između različitih traka, odjavljujući sve u isto vrijeme. Blagajnik, ili CPU, skače s trake na traku provjeravajući nekoliko stavki odjednom prije nego što prijeđe na sljedeću s ciljem da sve narudžbe završi u isto vrijeme.
Paralelna obrada u akciji
Ideja koja stoji iza paralelnih procesora je da će više jezgri koje rade zajedno dovesti do boljih performansi. Paralelni procesor se ponaša kao da ima više od jednog blagajnika koji upravlja s desetak odjavnih traka. Ako je program postavljen tako da iskoristi prednost paralelne obrade, "kupac" bi mogao razbiti svoju narudžbu u manje grupe i koristiti nekoliko odjavnih traka odjednom.
Paralelni procesori proširuju mogućnosti
Godine 2007. Nvidia je prvi put koristila paralelnu obradu kako bi unaprijedila grafičku tehnologiju. Jedinice za grafičku obradu koriste paralelnu obradu na razini koja umanjuje performanse serijske obrade pri izradi malih izračuna. Dok CPU-i obično imaju lako prebrojiv broj jezgri, GPU-ovi mogu imati tisuće jezgri manje snage koje su prikladnije za izvođenje jednostavnijih istovremenih izračuna. GPU-ovi se obično koriste za grafiku, ali mogu raditi i druge izračune za stvari poput sortiranja i matrične algebre.
