การคำนวณแบบขนาน
การคำนวณแบบขนาน (อังกฤษ: parallel computing) เป็นรูปแบบหนึ่งของการคำนวณที่กระบวนการคำนวณหรือกระบวนการทำงานหลายๆ อย่างถูกดำเนินการพร้อมๆ กัน[1] ปัญหาขนาดใหญ่มักจะสามารถแบ่งย่อยออกเป็นปัญหาที่มีขนาดเล็กกว่าได้ ซึ่งจะสามารถนำมาแก้ไขพร้อมๆ กันได้ การคำนวณแบบขนานมีอยู่หลายรูปแบบ ได้แก่ แบบระดับบิต, แบบระดับคำสั่ง, แบบข้อมูล, และแบบงาน ความขนานถูกนำมาใช้ในการการคำนวณสมรรถนะสูงมาอย่างยาวนาน แต่เริ่มได้รับความสนใจในวงกว้างมากขึ้นเนื่องจากข้อจำกัดทางกายภาพที่ขัดขวางการการปรับมาตราความถี่ (frequency scaling)[2] เนื่องจากอัตราการใช้พลังงาน (และการปล่อยความร้อนที่ตามมา) ของคอมพิวเตอร์กลายเป็นข้อกังวลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา[3] การคำนวณแบบขนานจึงกลายเป็นกระบวนทัศน์หลักในสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ โดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของหน่วยประมวลผลแบบหลายแกน (multi-core)[4]
ในวิทยาการคอมพิวเตอร์, ความขนาน (parallelism) และภาวะพร้อมกัน (concurrency) เป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน: โปรแกรมแบบขนานจะใช้แกนซีพียูหลายแกน โดยแต่ละแกนจะทำงานหนึ่งๆ อย่างเป็นอิสระต่อกัน ในทางกลับกัน ความพร้อมกันช่วยให้โปรแกรมสามารถจัดการกับงานหลายๆ งานได้แม้กระทั่งบนแกนซีพียูเพียงแกนเดียว โดยแกนจะทำการสลับการทำงานระหว่างงานต่าง ๆ (เช่น สายโยงใย) โดยไม่จำเป็นต้องให้งานใดงานหนึ่งเสร็จสมบูรณ์ก่อน โปรแกรมหนึ่ง ๆ อาจมีคุณลักษณะทั้งแบบขนาน แบบพร้อมกัน ทั้งสองอย่าง หรือไม่มีเลยก็ได้[5]
อ้างอิง
[แก้]- ↑ Gottlieb, Allan; Almasi, George S. (1989). Highly parallel computing (ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน). Redwood City, Calif.: Benjamin/Cummings. ISBN 978-0-8053-0177-9.
- ↑ S.V. Adve et al. (November 2008). "Parallel Computing Research at Illinois: The UPCRC Agenda" เก็บถาวร 2018-01-11 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน (PDF). Parallel@Illinois, University of Illinois at Urbana-Champaign. "เทคนิคหลักสำหรับประโยชน์ด้านประสิทธิภาพเหล่านี้ ซึ่งได้แก่ การเพิ่มความถี่ของสัญญาณนาฬิกาและสถาปัตยกรรมที่ฉลาดขึ้นแต่มีความซับซ้อนมากขึ้น กำลังประสบปัญหาที่เรียกว่า กำแพงพลังงาน (power wall) อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ยอมรับแล้วว่าการเพิ่มประสิทธิภาพในอนาคตส่วนใหญ่จะต้องมาจากการเพิ่มจำนวนโปรเซสเซอร์ (หรือแกน) บนแผ่นซิลิคอน (die) แทนที่จะทำให้แกนเดี่ยวทำงานให้เร็วขึ้น"
- ↑ Asanovic et al. คติความเชื่อดั้งเดิมแบบเก่า: พลังงานมีราคาถูก แต่ทรานซิสเตอร์มีราคาแพง คติความเชื่อใหม่คือ [ว่า] พลังงานมีราคาแพง แต่ทรานซิสเตอร์มีราคา "ถูก"
- ↑ Asanovic, Krste et al. (December 18, 2006). "The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley" (PDF). University of California, Berkeley. Technical Report No. UCB/EECS-2006-183. "คติความเชื่อดั้งเดิมแบบเก่า: การเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาเป็นวิธีหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ คติความเชื่อใหม่: การเพิ่มความขนานเป็นวิธีหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์... แม้แต่ตัวแทนจากอินเทล (Intel) ซึ่งเป็นบริษัทที่มักจะผูกติดกับจุดยืนที่ว่า 'ความเร็วสัญญาณนาฬิกายิ่งสูงยิ่งดี' ก็ยังเตือนว่า แนวทางดั้งเดิมในการเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงสุดผ่านการเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาได้ถูกผลักดันจนถึงขีดจำกัดแล้ว"
- ↑ Parallel and Concurrent Programming in Haskell. O'Reilly Media. 2013. ISBN 9781449335922.