
【计】 massively parallel computer
altitude; height; high; highly; highness; stature; tallness
【计】 H
【化】 height
【医】 height; super-
【计】 parallel computer
高度并行计算机(Highly Parallel Computer)指通过大规模协同处理器或计算节点实现同步任务处理的系统架构,其核心特征为利用分布式内存或共享内存机制提升运算效率。该概念在Flynn分类法中属于MIMD(多指令流多数据流)或SIMD(单指令流多数据流)架构扩展,典型应用场景包括气候建模、基因组测序和量子力学模拟。
从硬件实现看,这类系统通常包含三种形态:
与单核冯·诺依曼架构相比,高度并行系统的突破性在于:
工程实践中,加州大学伯克利分校提出的"并行计算的13个障碍"理论指出,编程模型抽象(如MPI、OpenMP)与物理拓扑匹配度是影响实际加速比的关键因素。当前前沿研究聚焦于光子互连和存算一体架构,Intel的Loihi神经形态芯片已展示出新型并行范式潜力。
高度并行计算机是指能够同时处理大量任务或数据,通过多个处理单元协同工作以显著提升计算效率的计算机系统。以下从多个角度详细解释:
核心定义
这类计算机通过将复杂任务分解为多个子任务,并分配给不同处理器同时执行,实现加速计算。其核心特征体现在硬件层面的大规模并行能力,通常包含成百上千个处理单元,例如现代GPU集群或超级计算机系统。
关键架构特性
典型应用场景
适用于气象模拟(每小时处理PB级气象数据)、基因测序(同时比对数百万DNA片段)、深度学习训练(并行处理神经网络参数更新)等领域,相比传统计算机可提升百倍至万倍效率。
技术挑战
包括任务划分的负载均衡、通信延迟优化(如NUMA架构中的内存访问优化)、并行算法设计复杂性等核心问题。现代解决方案常结合硬件加速(如Tensor Core)与软件框架(如CUDA)协同优化。
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