| Een parallel computersysteem is een computersysteem waarbij meer dan één processor tegelijkertijd werkt om een probleem op te lossen. In plaats van te vertrouwen op een enkele processor om instructies sequentieel uit te voeren, verdeelt een parallel systeem het probleem in kleinere delen, waarbij elk deel aan een andere processor wordt toegewezen. Deze processors werken vervolgens gelijktijdig en combineren hun resultaten om de uiteindelijke oplossing te produceren. Dit zorgt voor een aanzienlijk snellere verwerking dan een systeem met één processor, vooral voor rekenintensieve taken.
Hier volgt een overzicht van de belangrijkste aspecten:
* Meerdere processors: Het kernkenmerk is de aanwezigheid van meerdere verwerkingseenheden (CPU's, GPU's, enz.) die samenwerken. Dit kan variëren van enkele cores binnen één chip (multicoreprocessor) tot duizenden processors in een grote supercomputer.
* Gelijktijdige uitvoering: Meerdere processors voeren verschillende delen van hetzelfde programma of verschillende programma's tegelijkertijd uit. Dit in tegenstelling tot seriële verwerking waarbij instructies na elkaar worden uitgevoerd.
* Communicatie: Efficiënte communicatie tussen de verwerkers is cruciaal. Ze moeten gegevens uitwisselen en hun activiteiten synchroniseren om tot een samenhangend resultaat te komen. De communicatiemethode varieert afhankelijk van de architectuur (bijvoorbeeld gedeeld geheugen, doorgeven van berichten).
* Parallelle programmering: Software moet specifiek worden ontworpen voor parallelle uitvoering. Dit omvat het verdelen van het probleem in beheersbare taken, het toewijzen ervan aan processors, het beheren van gegevensafhankelijkheden en het omgaan met communicatieoverhead.
Typen parallelle computersystemen:
Parallelle systemen kunnen op verschillende manieren worden gecategoriseerd, waaronder:
* Gedeeld geheugen: Processoren delen dezelfde geheugenruimte. Dit vereenvoudigt de communicatie, maar kan leiden tot synchronisatieproblemen als dit niet zorgvuldig wordt beheerd.
* Bericht doorgeven: Processoren hebben hun eigen privégeheugen en communiceren door berichten uit te wisselen. Dit is schaalbaarder, maar vereist expliciete communicatiemechanismen.
* SIMD (enkele instructie, meerdere gegevens): Alle processors voeren tegelijkertijd dezelfde instructie uit op verschillende datasets. Dit is geschikt voor zeer parallelle taken zoals beeldverwerking.
* MIMD (meerdere instructies, meerdere gegevens): Processors kunnen tegelijkertijd verschillende instructies uitvoeren op verschillende datasets. Dit is het meest algemene type parallel computergebruik.
In wezen bieden parallelle computersystemen aanzienlijke versnellingen voor toepassingen die effectief kunnen worden geparallelliseerd. Ze introduceren echter ook complexiteit bij het programmeren en beheren van de interactie tussen meerdere processors. |
