Základní typy paralelních počítačů

Počítačové sítě (někdy také vícepočítačové nebo multipočítačové systémy) jsou tvořeny spojením několika počítačů za pomoci komunikačních linek. Počítače samy o sobě nespolupracují na řešení jedné aplikace. A lze ale programově tuto síť přizpůsobit pro distribuované řešení jedné aplikace. Z toho vyplývá, že tuto síť můžeme zahrnout do kategorie paralelních počítačů.

Paralelní počítače

Jsou tvořeny spojením několika výpočetních a dalších prvků do jednoho funkčního celku. Paralelní počítače jsou většinou kompaktní (v jedné skříni) a homogenní (výpočetní prvky stejného typu). Mají jeden OS a musí umožňovat paralelní výpočet jedné aplikace.

SISD Single Instruction, Single Data

Jedná se o klasickou architekturu von Neumann, kdy jeden program („tok“ instrukcí) zpracovává jeden „tok“ dat.

Vektorové počítače mají technický realizované instrukce pro operace s vektory. Realizace instrukcí je prováděna paralelně a jde o systém typu SISD. ( i když někdy se uvádí SIMD)

SIMD Single Instruction, Multiple Dat

Stejná instrukce se provádí ve všech procesorech současně, ale každý procesor má svá jedinečná data. Této architektury využívají maticové počítače. Dělíme je na SIMD se sdílenou nebo distribuovanou pamětí.

MISD (Multiple Instruction Single Data)

Je kategorie počítačů, která není v praxi příliš běžná. Můžeme zde zařadit systolická pole nebo neuronové sítě.

Systolické pole je pevně propojená síť funkčních jednotek určená pro řešení jedné konkrétní úlohy. Není potřeba již žádný program, neboť její propojení je obvodová realizace algoritmu výpočtu.

Umělé neuronové sítě se pokoušejí napodobit funkci biologických neuronových síti, tedy mozku. Základním stavebním prvkem neuronových síti je neuron, přesněji model neuronu vyskytujícího se v živé tkáni.

MIMD Multiple Instruction, Multiple Data

Několik „toků“ instrukcí zpracovává každý svůj „tok“ dat - jedná se o multiprocesor. Každý procesor řízen samostatným programem a pracuje nad svými daty. Mezi MIDM patří symetrické multiprocesory a masivně paralelní počítače.
Symetrické multiprocesory
Symetrické multiprocesory mají sdílenou paměť, a skládají se z několika desítek procesorů. Vše je propojeno sběrnici (komunikačním systémem). Každý procesor má svá vlastní data a instrukce, procesory komunikují mezi sebou přes sdílenou paměť.
Masivně paralelní počítače
Masivně paralelní počítače mají distribuovanou paměť, Mají velký počet procesorů (uzlů) se svou vlastní pamětí. Komunikují mezisebou na meziuzlových linkách. Komunikace je pomalejší, ale máme k dispozici větší počet procesorů.