Paralel vs. Prosesor Serial

Pemrosesan paralel dan serial menggambarkan apakah sistem komputer dapat memecah tugas komputasi untuk digunakan beberapa prosesor atau inti secara bersamaan atau jika bergantung pada penyelesaian tugas dengan satu prosesor inti. Semua prosesor komputer konsumen individu adalah prosesor serial sebelum pertengahan 2005 ketika Intel memperkenalkan prosesor dual-core konsumen pertama. Beberapa prosesor inti tunggal dapat bekerja sama untuk menangani pemrosesan serial melalui kluster komputer paralel jaringan atau menjalankan beberapa prosesor pada satu motherboard.

Komputer modern yang khas menjalankan lusinan hingga ratusan tugas pada waktu tertentu; namun, setiap inti hanya mengerjakan satu proses sekaligus. Prosesor terus-menerus melompat di antara "utas" pemrosesan atau "aliran instruksi" yang berbeda untuk menjalankan beberapa program bersamaan di bawah ilusi waktu nyata yang disebut konkurensi. Komputer akhirnya membuang-buang siklus prosesor saat beralih di antara pekerjaan dan tidak berjalan dengan efisiensi optimal saat melakukan banyak tugas.

Lingkungan pemrosesan paralel dapat memproses tugas lebih cepat ketika program dirancang untuk menggunakan pemrosesan paralel. Program serial mengatur semua instruksi dalam pengaturan serial dan antarmuka dengan prosesor menggunakan satu utas. Program paralel bekerja dengan memecah tugas menjadi bagian-bagian individual yang dapat dibagi antara beberapa inti prosesor dan dirakit kembali sebagai tugas yang diselesaikan. Prosesor paralel dapat melipatgandakan kekuatan pemrosesan dari prosesor serial dengan clock yang sama dengan kode yang ditulis dengan benar. Namun, prosesor serial dengan kecepatan clock yang lebih tinggi dapat mengungguli prosesor paralel saat bekerja dengan satu utas.

Program yang ditulis untuk pemrosesan serial hanya menggunakan satu inti pada satu waktu dan memproses tugas secara berurutan. Prosesor serial bekerja sangat mirip dengan memiliki selusin jalur checkout terbuka di toko kelontong dengan satu kasir berjalan di antara jalur yang berbeda, memeriksa semua orang pada saat yang sama. Kasir, atau CPU, melompat dari jalur ke jalur memeriksa beberapa item sekaligus sebelum pindah ke yang berikutnya dengan tujuan menyelesaikan semua pesanan pada waktu yang sama.

Gagasan di balik prosesor paralel adalah bahwa lebih banyak inti yang bekerja bersama akan menghasilkan kinerja yang lebih baik. Prosesor paralel berperilaku seperti memiliki lebih dari satu kasir yang mengoperasikan selusin jalur checkout. Jika sebuah program diatur untuk memanfaatkan pemrosesan paralel, "pelanggan" dapat memecah pesanannya menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil dan menggunakan beberapa jalur pembayaran sekaligus.

Pada tahun 2007, Nvidia pertama kali menggunakan pemrosesan paralel untuk memajukan teknologi grafis. Unit pemrosesan grafis menggunakan pemrosesan paralel pada tingkat yang menghilangkan kinerja pemrosesan serial saat membuat perhitungan kecil. Sementara CPU cenderung memiliki jumlah inti yang mudah dihitung, GPU dapat memiliki ribuan inti bertenaga rendah yang lebih cocok untuk menjalankan perhitungan simultan yang lebih sederhana. GPU biasanya digunakan untuk grafik, tetapi dapat melakukan perhitungan lain untuk hal-hal seperti pengurutan dan aljabar matriks.