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什么是并行计算

发布时间: 2022-06-13

什么是并行计算?并行计算是相对于串行计算而言的,是指一种能够让多条指令同时进行的计算模式,可分为时间并行和空间并行。

时间并行即利用多条流水线同时作业;空间并行是指使用多个处理器执行并发计算,以降低解决复杂问题所需要的时间。后者主要表现为利用共享存储器组成多处理器的并行计算机,以及利用网络组成多台计算机的并行结构。

早期的并行计算主要应用于科学研究领域,配备专有的操作系统、网络结构和应用环境,需要专门的并行程序语言和编程模型才能完成程序设计和运行。科学家利用这种并行计算结构在高精尖领域来缩短解决复杂问题的时间。




现在全球领先的超级计算机,包括IBM的BlueGene/Q、Summit、Sierra,还有我国的天河二号、神威太湖之光等都已经发展到了数百万个,甚至是数千万个CPU核,具备令人吃惊的计算及存储能力。可以说并行计算为云计算奠定了理论和架构基础。

分布式计算与并行计算的相同之处都是将大型的复杂任务划分为多个子任务,然后再分配到多台计算机上同时运算。不同之处在于并行计算一般是各节点之间通过专有的高速网络进行连接和通信,节点之间具有较强的关联性,主要部署在局域网内,节点的软硬件配置也比较一致。

分布式计算的结构则比较松散,计算机可以分布在各处,软硬件配置不尽相同,不需要专有网络,可以跨越局域网通过互联网进行连接,对节点间的实时通信要求没有那么严格。

分布式计算的通信代价比起并行计算来说要大得多,也需要应对更多的网络及安全挑战。分布式计算的网络技术、通信和调度是云计算的基础支撑技术。

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