Was ist Parallelverarbeitung?

Parallelverarbeitung ist die gleichzeitige Verarbeitung derselben Aufgabe auf zwei oder mehr Mikroprozessoren, um schnellere Ergebnisse zu erzielen. Die Computerressourcen können einen einzelnen Computer mit mehreren Prozessoren oder eine Anzahl von Computern, die durch ein Netzwerk verbunden sind, oder eine Kombination aus beiden umfassen. Die Prozessoren greifen über den gemeinsamen Speicher auf Daten zu. Einige Supercomputer-Parallelverarbeitungssysteme haben Hunderttausende von Mikroprozessoren.

Mit Hilfe der Parallelverarbeitung können mehrere Berechnungen gleichzeitig durchgeführt werden, wodurch die für die Fertigstellung eines Projekts erforderliche Zeit verkürzt wird. Die parallele Verarbeitung ist besonders nützlich in Projekten, die komplexe Berechnungen erfordern, z. B. Wettermodellierung und digitale Spezialeffekte. Nehmen wir ein Beispiel aus der Praxis, um die Wirksamkeit der parallelen Verarbeitung zu verstehen.

Wenn ein geschäftiges Einkaufszentrum nur einen einzigen Geldschalter hat, bilden die Kunden eine einzige Warteschlange und warten, bis sie an der Reihe sind. Wenn zwei Geldschalter vorhanden sind, kann die Aufgabe effektiv aufgeteilt werden. Die Kunden bilden zwei Warteschlangen und werden doppelt so schnell bedient. In diesem Fall ist die parallele Verarbeitung eine effektive Lösung.

Mit Hilfe der Parallelverarbeitung können hochkomplizierte wissenschaftliche Probleme, die sonst nur sehr schwer zu lösen sind, effektiv gelöst werden. Paralleles Rechnen kann effektiv für Aufgaben verwendet werden, die eine große Anzahl von Berechnungen umfassen, zeitliche Einschränkungen aufweisen und in eine Anzahl kleinerer Aufgaben unterteilt werden können.

Die parallele Verarbeitung ist besonders vorteilhaft in Bereichen wie Wetter und Klima, chemischen und nuklearen Reaktionen, Ölerkundung, Messung seismischer Daten, Weltraumtechnologie, elektronischen Schaltkreisen, menschlichem Genom, Medizin, fortschrittlichen Grafiken und virtueller Realität sowie Herstellungsprozessen.

Höchstwahrscheinlich ist Parallelität die Zukunft des Rechnens. Insgesamt ist die erfolgreiche Implementierung von Parallel Computing mit zwei Herausforderungen verbunden:

• Aufgaben sollten so strukturiert sein, dass sie gleichzeitig ausgeführt werden können
• Die Reihenfolge der Aufgaben, die nacheinander ausgeführt werden müssen, sollte eingehalten werden