Paralel vs. Seri İşlemci

Paralel ve seri işleme, bir bilgisayar sisteminin kullanılacak hesaplama görevlerini parçalayıp parçalayamayacağını tanımlar. aynı anda birkaç işlemci veya çekirdek veya görevlerin tek bir işlemciyle tamamlanmasına bağlıysa çekirdek. Tüm bireysel tüketici bilgisayar işlemcileri, Intel'in ilk tüketici çift çekirdekli işlemcisini piyasaya sürdüğü 2005 yılının ortalarından önce seri işlemcilerdi. Birkaç tek çekirdekli işlemci, ağ bağlantılı paralel bilgisayar kümeleri aracılığıyla veya bir ana kartta birkaç işlemci çalıştırarak seri işlemeyi yürütmek için birlikte çalışabilir.

Tipik bir modern bilgisayar, herhangi bir zamanda düzinelerce ila yüzlerce görevi çalıştırır; ancak, her çekirdek aynı anda yalnızca bir işlem üzerinde çalışıyor. İşlemci, eşzamanlılık adı verilen gerçek zamanlı bir yanılsama altında birkaç eşzamanlı programı çalıştırmak için sürekli olarak farklı işleme "parçaları" veya "talimat akışları" arasında geçiş yapar. Bilgisayar, işler arasında geçiş yaparken işlemci döngülerini boşa harcar ve çoklu görev sırasında optimum verimlilikte çalışmaz.

Programlar paralel işlemeyi kullanacak şekilde tasarlandıklarında, paralel işleme ortamı görevleri daha hızlı işleyebilir. Seri programlar, tüm talimatları seri düzenlemede sıralar ve tek bir iş parçacığı kullanarak işlemciyle arabirim oluşturur. Paralel programlar, görevleri birkaç işlemci çekirdeği arasında bölünebilen ve tamamlanmış görevler olarak yeniden birleştirilebilen ayrı parçalara bölerek çalışır. Paralel işlemciler, benzer saat hızına sahip seri işlemcilerin işlem gücünü düzgün yazılmış kodla çoğaltabilir. Ancak, daha yüksek saat hızına sahip bir seri işlemci, tek bir iş parçacığıyla çalışırken paralel işlemcilerden daha iyi performans gösterebilir.

Seri işleme için yazılan programlar, bir seferde yalnızca bir çekirdek kullanır ve görevleri sıralı olarak işler. Seri bir işlemci, bir kasiyerin farklı hatlar arasında koştuğu ve herkesi aynı anda kontrol ettiği bir bakkalda bir düzine açık ödeme hattına sahip olmak gibi çalışır. Kasiyer veya CPU, tüm siparişleri aynı anda bitirmek amacıyla bir sonrakine geçmeden önce bir seferde birkaç öğeyi kontrol ederek şeritten şeride atlar.

Paralel işlemcilerin arkasındaki fikir, birlikte çalışan daha fazla çekirdeğin daha iyi performansa yol açmasıdır. Paralel bir işlemci, bir düzine ödeme hattını çalıştıran birden fazla kasiyerin olması gibi davranır. Bir program paralel işlemden yararlanmak için ayarlanmışsa, "müşteri" siparişini daha küçük gruplara ayırabilir ve aynı anda birkaç ödeme hattı kullanabilir.

2007'de Nvidia, grafik teknolojisini geliştirmek için ilk olarak paralel işlemeyi kullandı. Grafik işleme birimleri, küçük hesaplamalar yaparken seri işleme performansını alt üst edecek düzeyde paralel işleme kullanır. CPU'lar kolayca sayılabilir sayıda çekirdeğe sahip olma eğilimindeyken, GPU'lar daha basit eşzamanlı hesaplamalar yapmak için daha uygun olan binlerce düşük güçlü çekirdeğe sahip olabilir. GPU'lar genellikle grafikler için kullanılır, ancak sıralama ve matris cebiri gibi şeyler için başka hesaplamalar yapabilir.