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什么是并行計算

發布時間: 2022-06-13

什么是并行計算?并行計算是相對于串行計算而言的,是指一種能夠讓多條指令同時進行的計算模式,可分為時間并行和空間并行。

時間并行即利用多條流水線同時作業;空間并行是指使用多個處理器執行并發計算,以降低解決復雜問題所需要的時間。后者主要表現為利用共享存儲器組成多處理器的并行計算機,以及利用網絡組成多臺計算機的并行結構。

早期的并行計算主要應用于科學研究領域,配備專有的操作系統、網絡結構和應用環境,需要專門的并行程序語言和編程模型才能完成程序設計和運行。科學家利用這種并行計算結構在高精尖領域來縮短解決復雜問題的時間。




現在全球領先的超級計算機,包括IBM的BlueGene/Q、Summit、Sierra,還有我國的天河二號、神威太湖之光等都已經發展到了數百萬個,甚至是數千萬個CPU核,具備令人吃驚的計算及存儲能力。可以說并行計算為云計算奠定了理論和架構基礎。

分布式計算與并行計算的相同之處都是將大型的復雜任務劃分為多個子任務,然后再分配到多臺計算機上同時運算。不同之處在于并行計算一般是各節點之間通過專有的高速網絡進行連接和通信,節點之間具有較強的關聯性,主要部署在局域網內,節點的軟硬件配置也比較一致。

分布式計算的結構則比較松散,計算機可以分布在各處,軟硬件配置不盡相同,不需要專有網絡,可以跨越局域網通過互聯網進行連接,對節點間的實時通信要求沒有那么嚴格。

分布式計算的通信代價比起并行計算來說要大得多,也需要應對更多的網絡及安全挑戰。分布式計算的網絡技術、通信和調度是云計算的基礎支撐技術。

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