流水線與并行計(jì)算

概括來(lái)說(shuō)并行計(jì)算是同時(shí)使用多種計(jì)算資源解決問(wèn)題,是一種提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算速度和處理能力的有效手段。

并行是一個(gè)相對(duì)于串行來(lái)說(shuō)的概念,它是一種可以一次執(zhí)行多個(gè)指令的算法,目的是提高計(jì)算的速度,以及通過(guò)擴(kuò)大問(wèn)題的求解規(guī)模從而解決大型而復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。

并行計(jì)算可以分為時(shí)間空間上的并行兩種。
時(shí)間上的并行是指流水線技術(shù)空間上的并行是指用多個(gè)處理器并發(fā)地執(zhí)行計(jì)算。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子。(看這里看這里)

假設(shè)有一個(gè)食品加工小作坊,它生產(chǎn)某種食品需要經(jīng)過(guò)清洗、消毒、切割、包裝共四步,目前只有1個(gè)工人1臺(tái)機(jī)器且每個(gè)步驟的操作均需要工人參與(非自動(dòng)化),假設(shè)每個(gè)步驟需要1分鐘(不要深究,就是個(gè)假設(shè))。

那么每件商品的生產(chǎn)需要耗時(shí)4分鐘,在只有一個(gè)工人的前提下,8分鐘只能生產(chǎn)2件商品:即要分別經(jīng)過(guò)“清洗、消毒、切割、包裝”“清洗、消毒、切割、包裝”,在其中某一個(gè)步驟進(jìn)行的時(shí)候,用于完成其余功能的機(jī)器組件是閑置狀態(tài)(很浪費(fèi))。

這個(gè)時(shí)候,我們可以選擇再雇傭3個(gè)工人,這樣目前一共有4個(gè)人手,我們讓4個(gè)人分別負(fù)責(zé)某一步驟且同時(shí)操作,8分鐘后可以得到8件商品(假設(shè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了initial狀態(tài),那么每個(gè)步驟在8分鐘內(nèi)分別執(zhí)行了8次),將吞吐量提高了4倍。這個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)于“并行計(jì)算”在時(shí)間上的并行,也就是流水線的概念。

那么如果我再雇傭4個(gè)人,再買一臺(tái)設(shè)備,此時(shí)已經(jīng)有8個(gè)工人了,每2個(gè)人操作2臺(tái)機(jī)器負(fù)責(zé)一個(gè)步驟,這樣8分鐘后可以得到16件產(chǎn)品,這就是“并行計(jì)算”在空間上的并行。即用多個(gè)處理器并發(fā)的執(zhí)行計(jì)算。

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

友情鏈接更多精彩內(nèi)容