Paralēli vs. Sērijas procesors

Paralēlā un seriālā apstrāde apraksta, vai datorsistēma var sadalīt skaitļošanas uzdevumus, lai tos izmantotu vairāki procesori vai kodoli vienlaicīgi vai ja tas ir atkarīgs no uzdevumu pabeigšanas ar vienu procesoru kodols. Visi individuālie patērētāju datoru procesori bija sērijveida procesori pirms 2005. gada vidus, kad Intel iepazīstināja ar pirmo patērētāju divkodolu procesoru. Vairāki viena kodola procesori var strādāt kopā, lai apstrādātu seriālo apstrādi, izmantojot tīklā savienotas paralēlas datoru klasterus vai darbinot vairākus procesorus vienā mātesplatē.

Tipisks mūsdienu dators jebkurā laikā veic no desmitiem līdz simtiem uzdevumu; tomēr katrs kodols vienlaikus strādā tikai pie viena procesa. Procesors pastāvīgi pāriet starp dažādiem apstrādes "pavedieniem" vai "instrukciju plūsmām", lai palaistu vairākas vienlaicīgas programmas reāllaika ilūzijā, ko sauc par vienlaicīgumu. Dators tērē procesora ciklus, pārslēdzoties starp darbiem, un nedarbojas ar optimālu efektivitāti, veicot vairākus uzdevumus.

Paralēlā apstrādes vide var ātrāk apstrādāt uzdevumus, ja programmas ir izstrādātas paralēlai apstrādei. Seriālās programmas sarindo visas instrukcijas seriālā izkārtojumā un saskaras ar procesoru, izmantojot vienu pavedienu. Paralēlās programmas darbojas, sadalot uzdevumus atsevišķās daļās, kuras var sadalīt starp vairākiem procesora kodoliem un atkārtoti salikt kā pabeigtus uzdevumus. Paralēli procesori var reizināt apstrādes jaudu līdzīgi pulksteņa sērijas procesoriem ar pareizi uzrakstītu kodu. Tomēr seriālais procesors ar lielāku takts frekvenci var pārspēt paralēlos procesorus, strādājot ar vienu pavedienu.

Programmas, kas rakstītas seriālajai apstrādei, vienlaikus izmanto tikai vienu kodolu un apstrādā uzdevumus secīgā secībā. Sērijveida procesors darbojas līdzīgi tam, ja pārtikas preču veikalā būtu atvērts ducis kases celiņu, kur viens kasieris darbojas starp dažādām joslām, kas vienlaikus pārbauda visus. Kasieris jeb centrālais procesors pāriet no vienas joslas uz joslu, vienlaikus pārbaudot dažas preces, pirms pāriet pie nākamās ar mērķi pabeigt visus pasūtījumus vienlaikus.

Paralēlo procesoru ideja ir tāda, ka vairāk kodolu, kas darbojas kopā, nodrošinās labāku veiktspēju. Paralēlais procesors uzvedas tā, it kā vairāk nekā viens kasieris darbotos pa duci kases joslu. Ja programma ir iestatīta, lai izmantotu paralēlās apstrādes priekšrocības, "klients" var sadalīt pasūtījumu mazākās grupās un vienlaikus izmantot vairākas norēķinu joslas.

2007. gadā Nvidia pirmo reizi izmantoja paralēlo apstrādi, lai uzlabotu grafikas tehnoloģiju. Grafikas apstrādes bloki izmanto paralēlo apstrādi tādā līmenī, kas, veicot nelielus aprēķinus, samazina sērijas apstrādes veiktspēju. Lai gan CPU parasti ir viegli saskaitāms kodolu skaits, GPU var būt tūkstošiem mazākas jaudas kodolu, kas ir labāk piemēroti vienkāršāku vienlaicīgu aprēķinu veikšanai. GPU parasti izmanto grafikai, taču tie var veikt citus aprēķinus, piemēram, kārtošanai un matricas algebrai.