高度并行運算英文解釋翻譯、高度并行運算的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 highly-parallel arithmetic
分詞翻譯:
高度的英語翻譯:
altitude; height; high; highly; highness; stature; tallness
【計】 H
【化】 height
【醫】 height; super-
并行運算的英語翻譯:
【計】 parallel action
專業解析
高度并行運算(Highly Parallel Computing)指一種通過同時執行大量計算任務來顯著提升處理效率的計算模式。在計算機科學中,它強調系統能夠分解複雜問題為多個獨立或弱相關的子任務,并在多個處理單元上并發執行,最終整合結果。其核心特征包括:
- 大規模并發性:系統包含大量處理單元(如多核CPU、GPU的數千核心、分布式計算節點),可同時處理海量數據或指令流。這與傳統串行計算(一次執行一個任務)形成鮮明對比。
- 數據/任務分割:問題被精細劃分為可獨立或協作處理的子集。例如,在圖像處理中,可将圖像分割成多個區塊,由不同處理單元同時分析。
- 同步與通信機制:處理單元間需高效協調(如通過共享内存、消息傳遞),确保數據一緻性和任務正确協作,避免沖突或死鎖。
- 高吞吐量與加速比:核心目标是利用并行性大幅縮短計算時間或提高單位時間内完成任務量(吞吐量),理想情況下加速比接近處理單元數量。
典型應用場景:
- 科學計算:氣候模拟、分子動力學、流體力學等需處理龐大數據集的領域。
- 人工智能/機器學習:深度神經網絡訓練涉及矩陣乘加等高度并行化操作,GPU是常見硬件平台。
- 圖形渲染:實時生成複雜3D場景需并行處理數百萬像素與幾何體。
- 大數據分析:分布式系統(如Hadoop/Spark)并行處理存儲在集群上的海量數據。
權威參考來源:
- 《計算機科學術語詞典》(中科院計算技術研究所編):對“并行計算”層級與模型的系統定義。
- Hennessy & Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach (Morgan Kaufmann):經典教材詳述并行硬件架構(如SIMD, MIMD)及性能模型。
- IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems:頂級期刊刊載并行算法設計與評估的前沿研究。
(注:因搜索結果未提供具體網頁鍊接,來源标注為權威出版物名稱及機構。實際撰寫時建議補充可公開訪問的學術數據庫或機構官網鍊接,如ACM Digital Library或IEEE Xplore的相關條目。)
網絡擴展解釋
高度并行運算是指将複雜任務分解為多個子任務,并同時利用多個計算資源(如CPU核心、GPU、分布式節點)執行,從而顯著提升計算效率的技術手段。其核心特征和意義如下:
一、核心定義
通過任務拆分實現同步計算,例如:
- 圖像渲染:将畫面分割為多個區塊,由不同GPU核心并行處理
- 氣象模拟:将大氣層劃分為網格單元,分布式系統同步計算物理參數
- 基因組比對:同時比對多個DNA片段
二、關鍵特征
- 任務可分解性:問題需具備可拆解為獨立/半獨立子任務的特質(如矩陣運算、蒙特卡洛模拟)
- 資源協同機制:需通過線程調度(CPU多核)、流處理器(GPU)或網絡通信(分布式集群)實現協同
- 加速比非線性:受限于阿姆達爾定律,加速效果與任務中可并行部分的比例相關
$$
S = frac{1}{(1 - P) + frac{P}{N}}
$$
(其中$P$為可并行部分比例,$N$為處理器數量)
三、適用場景
- 計算密集型:分子動力學模拟、深度學習訓練
- 數據密集型:實時日志分析、金融高頻交易
- 容錯需求高:區塊鍊驗證、分布式數據庫(通過冗餘計算提升可靠性)
四、局限性
- 任務依賴性:存在嚴格順序約束的任務(如遞歸計算)難以并行
- 通信開銷:分布式系統需平衡計算與數據傳輸成本
- 開發複雜度:需處理競态條件、死鎖等并發控制問題
提示:具體實現方式包括多線程(OpenMP)、GPU加速(CUDA)、分布式框架(MPI)等,可根據任務特性選擇。建議通過《并行程式設計導論》等專業書籍深入了解架構設計。
分類
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