Ποια ήταν η τάση στον υπολογισμό από τον αριθμό των στοιχείων επεξεργασίας;

Η τάση στον υπολογισμό σχετικά με τον αριθμό των στοιχείων επεξεργασίας ήταν μια δραματική και παρατεταμένη αύξηση, που οδηγείται από διάφορους παράγοντες όπως ο νόμος του Moore (αν και η αρχική του διατύπωση επιβραδύνεται), η ανάγκη για αυξημένη ισχύ επεξεργασίας και εξελίξεις σε παράλληλες αρχιτεκτονικές πληροφορικής. Αυτή η τάση μπορεί να αναλυθεί σε διάφορες φάσεις:

* Πρώιμες μέρες (μονής πυρήνας): Αρχικά, οι υπολογιστές είχαν ένα ενιαίο στοιχείο επεξεργασίας (πυρήνας CPU). Όλοι οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν διαδοχικά.

* Πολλαπλοί πυρήνες (CPU πολλαπλών πυρήνων): Καθώς επιτεύχθηκαν τα όρια της απόδοσης ενός πυρήνα, οι κατασκευαστές άρχισαν να ενσωματώνουν πολλαπλούς πυρήνες σε μία μόνο Die CPU. Αυτό επέτρεψε την παράλληλη επεξεργασία, σημαντικά ενίσχυση της απόδοσης για εφαρμογές πολλαπλών στίβων. Αυτό εξακολουθεί να είναι μια κυρίαρχη τάση, με τους αριθμούς πυρήνα να συνεχίζουν να αυξάνονται, αν και οι βελτιώσεις ταχύτητας ρολογιού έχουν οικόπεδα.

* Επεξεργαστές πολλών πυρήνων (GPU, FPGAs, κλπ.): Πέρα από τις CPU πολλαπλών πυρήνων, έχουμε δει την άνοδο των επεξεργαστών με εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες πυρήνες. Οι μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPU), αρχικά σχεδιασμένες για την απόδοση γραφικών, έχουν γίνει απίστευτα ισχυροί παράλληλοι κινητήρες επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται για διάφορες εφαρμογές όπως η μηχανική μάθηση και η επιστημονική πληροφορική. Οι συστοιχίες πύλης (FPGAs) προσφέρουν προσαρμόσιμη επιτάχυνση υλικού με υψηλό αριθμό διαμορφωμένων λογικών μπλοκ που λειτουργούν ως στοιχεία επεξεργασίας.

* Κατανεμημένος υπολογισμός: Η αναζήτηση για ακόμη μεγαλύτερη ισχύ επεξεργασίας οδήγησε στην ανάπτυξη κατανεμημένων υπολογιστικών συστημάτων, όπου πολλοί ανεξάρτητοι υπολογιστές συνεργάζονται σε μία μόνο εργασία. Αυτό περιλαμβάνει συστάδες, πλέγματα και πλατφόρμες cloud computing, χρησιμοποιώντας αποτελεσματικά εκατομμύρια ή ακόμη και δισεκατομμύρια στοιχεία επεξεργασίας σε γεωγραφικά διασκορπισμένες τοποθεσίες.

* εξειδικευμένοι επιταχυντές υλικού: Βλέπουμε μια αύξηση σε εξειδικευμένους επιταχυντές υλικού σχεδιασμένου για συγκεκριμένες εργασίες, όπως τα τσιπ AI συμπερασμάτων (TPUs) ή τους νευρομορφικούς επεξεργαστές, το καθένα με μια μοναδική αρχιτεκτονική και έναν δυνητικά τεράστιο αριθμό εξειδικευμένων στοιχείων επεξεργασίας.

Συνοπτικά: Η συνολική τάση δείχνει μια εκθετική αύξηση του αριθμού των στοιχείων επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται στον υπολογισμό. Ενώ ο αριθμός των πυρήνων σε ένα ενιαίο τσιπ εξακολουθεί να αυξάνεται, η πιο σημαντική ανάπτυξη συμβαίνει σε κατανεμημένα συστήματα και εξειδικευμένο υλικό, οδηγώντας σε συστήματα με σημαντικά αυξημένη ικανότητα επεξεργασίας σε σύγκριση με τους επεξεργαστές ενός πυρήνα του παρελθόντος. Η έμφαση μετατοπίζεται από την απλή αυξανόμενη ταχύτητα ρολογιού για τη χρήση παραλληλισμού μέσω αρχιτεκτονικών πολλών πυρήνων και κατανεμημένων υπολογιστών.