سیستم پردازش موازی یک راهکار پیشرفته در زمینه پردازش داده‌های بزرگ است. در این متن به بررسی سیستم پردازش موازی و فواید آن برای پردازش داده‌های بزرگ می‌پردازیم.

1. سیستم پردازش موازی چیست؟

     سیستم پردازش موازی شامل یک مجموعه از سیستم‌های پردازشی است که به صورت موازی کار می‌کنند و به این شکل کارایی پردازشی بالاتری را به ارمغان می‌آورند. در این سیستم‌ها، داده‌ها به چندین بخش تقسیم شده و به صورت همزمان توسط چندین پردازنده پردازش می‌شوند. در نتیجه سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری دارند.

تلاش برای کامپیوترهای دیجیتالی با کارایی بالاتر پایان ناپذیر به نظر می رسد. در دو دهه گذشته، عملکرد ریزپردازنده ها از رشد تصاعدی برخوردار بوده است. این رشد نتیجه ترکیبی از دو عامل است:

1. افزایش پیچیدگی (مربوط به تراکم دستگاه بالاتر و اندازه بزرگتر) تراشه های VLSI، که پیش بینی می شود تا حدود 10 M ترانزیستور در هر تراشه برای ریزپردازنده ها و 1B برای پویا افزایش یابد. حافظه‌های با دسترسی تصادفی (DRAM)، تا سال 2000 [SIA94]

2. معرفی و بهبود ویژگی‌های معماری مانند حافظه‌های کش روی تراشه، بافرهای بزرگ دستورالعمل، چند دستور در هر چرخه، چند رشته‌ای، خطوط لوله عمیق، خارج اجرای دستورات سفارشی و پیش‌بینی شاخه

محاسبات و پردازش موازی زمانی تحت سلطه علم و مهندسی بود، جایی که برای شبیه‌سازی سیستم‌های فیزیکی، از ساختارهای مولکولی و دینامیک سیالات، تا سیستم‌های زمین و کیهان‌شناسی استفاده می‌شد. اما رشد مجموعه‌های داده‌های اجتماعی، پزشکی، تجاری و بیولوژیکی به این معنی است که نیاز به موازی‌سازی در سراسر حوزه‌های محاسباتی فراتر از علوم فیزیکی جهانی است. استفاده از روش‌های یادگیری ماشینی نیز نیاز به عملکرد بیشتر و موازی‌سازی بیشتر را به همراه خواهد داشت. روش‌های یادگیری عمیق برخی از فشرده‌ترین کاربردهای محاسباتی در سیستم‌های کنونی هستند و اغلب بر روی مجموعه‌های داده‌ای عظیم کار می‌کنند یا فضاهای حالت وسیع را جستجو می‌کنند. با توجه به اهداف بلندپروازانه جامعه برای درک پدیده‌های پیچیده‌تر در سیستم‌های طبیعی و ساخته شده توسط انسان، تقاضا برای دستگاه‌ها و سیستم‌های محاسباتی مقرون‌به‌صرفه‌تر، مقرون به صرفه‌تر، انرژی کارآمدتر و توانمندتر در علوم پایه، مهندسی، تجارت، دولت و سرگرمی افزایش خواهد یافت. .

پردازش موازی، به معنای واقعی کلمه، تقریباً در هر رایانه مدرن استفاده می شود. برای مثال، همپوشانی ورودی/خروجی با محاسبات، شکلی از پردازش موازی است که به عنوان مثال میتوان به همپوشانی بین آماده‌سازی و اجرای دستورالعمل در یک پردازنده خط لوله اشاره کرد. سایر اشکال موازی یا همزمانی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: استفاده از واحدهای عملکردی متعدد و چند وظیفه ای. ریزبرنامه‌نویسی افقی و تجسم سطح بالاتر آن در رایانه‌های با دستورات بسیار طولانی (VLIW) نیز امکان موازی‌سازی را فراهم می‌کند.

2. سیستم پردازش موازی چه فوایدی در پردازش داده‌های بزرگ دارد؟

     استفاده از سیستم پردازش موازی برای پردازش داده‌های بزرگ، مزایای بسیاری دارد. اولین مزیت این است که با استفاده از این راهکار، زمان پردازش داده‌ها به شدت کاهش می‌یابد. این امر به شرکت‌ها کمک می‌کند تا به سرعت داده‌های خود را پردازش کنند و به تصمیمات سریع‌تری برسند. در نتیجه در زمان یکسان، کار بیشتری را به ثمر می‌رسانند و در نهایت پتانسیل کسب درآمد بیشتری خواهند داشت.

     دومین مزیت استفاده از سیستم پردازش موازی، کاهش هزینه‌ها است. با استفاده از این راهکار، شرکت‌ها می‌توانند هزینه‌های خود را به شدت کاهش داده و بهتر از منابع انسانی و مالی خود استفاده کنند. همچنین، با استفاده از سیستم پردازش موازی، شرکت‌ها می‌توانند با اطمینان خاطر پردازش‌های خود را انجام داده و از طریق آن، داده‌های خود را به صورت بهینه پردازش کنند. چرا که در پردازش موازی، اگر یک پردازنده از بین برود، پردازنده‌های دیگری وجود دارند که جای آن را بگیرند و از از دست رفتن نتایج پردازش، جلوگیری کنند.

3. آینده پردازش موازی

آینده پردازش موازی امیدوارکننده به نظر می رسد و قرار است به طور قابل توجهی بر حوزه های مختلفی مانند محاسبات، هوش مصنوعی، علوم داده و غیره تأثیر بگذارد.

این تاثیرها در حیطه‌هایی مانند پیشرفت در سخت افزار، نرم افزار و الگوریتم ها، سیستم های توزیع شده، کاربردها و صنایع، بهره وری انرژی و پایداری، ادغام با فناوری های نوظهور باشند.

4. نتیجه‌گیری

     با توجه به مزایای بیان شده، سیستم پردازش موازی به عنوان یک راهکار پیشرفته و با بازدهی بالا برای پردازش داده‌های بزرگ در نظر گرفته می‌شود. این راهکار کمک می‌کند تا شرکت‌ها به صورت سریع‌تر و با کمترین هزینه ممکن، داده‌های خود را پردازش کنند. با توجه به فواید بیان شده، سیستم پردازش موازی یکی از پرکاربردترین راهکارها در دنیای فناوری اطلاعات است که به شرکت‌ها کمک می‌کند تا با بهره‌گیری از توانایی های پردازشی بالای این سیستم، به راحتی داده‌های خود را پردازش کرده و در نتیجه به بهبود کارایی و عملکرد کسب و کار خود برسند. به علاوه، با استفاده از این راهکار، شرکت‌ها می‌توانند به سرعت به داده‌های خود دسترسی پیدا کنند و به صورت بهینه آنها را پردازش کنند.

شکل- یک سیستم پردازش موازی بزرگ