Ποιες εφαρμογές χρησιμοποιούν SMP και MPP;

Η συμμετρική πολλαπλασιασμός (SMP) και η μαζικά παράλληλη επεξεργασία (MPP) χρησιμοποιούνται και στις δύο εφαρμογές που απαιτούν σημαντική υπολογιστική ισχύ, αλλά στοχεύουν σε διαφορετικές κλίμακες και τύπους προβλημάτων. Ακολουθεί μια κατανομή των αιτήσεων για καθένα:

Συμμετρική πολυπροσυοροποίηση (SMP):

Τα συστήματα SMP αξιοποιούν πολλούς επεξεργαστές που μοιράζονται τον ίδιο χώρο μνήμης. Αυτό επιτρέπει τον ευκολότερο προγραμματισμό και την αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ των επεξεργαστών. Οι εφαρμογές που επωφελούνται από το SMP περιλαμβάνουν:

* Λειτουργικά συστήματα: Πολλά σύγχρονα λειτουργικά συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να επωφεληθούν από τις αρχιτεκτονικές SMP, επιτρέποντας την παράλληλη επεξεργασία και την παράλληλη επεξεργασία των εργασιών του συστήματος.

* Διακομιστές βάσεων δεδομένων: Τα συστήματα βάσης δεδομένων, όπως το MySQL, το PostgreSQL και το Oracle, χρησιμοποιούν συχνά SMP για να χειρίζονται πιο αποτελεσματικά τα ταυτόχρονα ερωτήματα και τις συναλλαγές.

* Διακομιστές ιστού: Οι διακομιστές ιστού υψηλής κυκλοφορίας επωφελούνται από το SMP για να χειριστούν ταυτόχρονα πολλά αιτήματα. Το Apache και το NGINX είναι παραδείγματα διακομιστών ιστού που έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν το SMP.

* Virtualization: Οι οθόνες εικονικών μηχανών (VMMS) όπως το VMware και το Hyper-V χρησιμοποιούν το SMP για τη διανομή του φόρτου εργασίας σε πολλούς πυρήνες, επιτρέποντας ταυτόχρονα την εκτέλεση πολλαπλών εικονικών μηχανών.

* Εφαρμογές επιφάνειας εργασίας: Οι εφαρμογές επιφάνειας εργασίας υψηλής ποιότητας, ειδικά εκείνες που εμπλέκονται στην επεξεργασία βίντεο και εικόνων, 3D μοντελοποίηση και επιστημονική υπολογιστική, μπορούν να επωφεληθούν σημαντικά από την ικανότητα της SMP να διανέμει υπολογιστικά καθήκοντα σε πολλούς πυρήνες.

* Παιχνίδια: Τα σύγχρονα βιντεοπαιχνίδια χρησιμοποιούν το SMP για να κάνουν γραφικά, να επεξεργάζονται προσομοιώσεις φυσικής και να χειρίζονται πιο αποτελεσματικά το AI, οδηγώντας σε ομαλότερο και πιο εντυπωσιακό gameplay.

μαζικά παράλληλη επεξεργασία (MPP):

Τα συστήματα MPP περιλαμβάνουν πολλούς ανεξάρτητους επεξεργαστές, το καθένα με τη δική του μνήμη, συνεργάζονται με ένα μόνο πρόβλημα. Η επικοινωνία μεταξύ των επεξεργαστών είναι πιο περίπλοκη από ό, τι στο SMP, αλλά το MPP μπορεί να κλιμακωθεί σε πολύ μεγαλύτερα προβλήματα. Οι εφαρμογές για το MPP περιλαμβάνουν:

* Επιστημονική πληροφορική μεγάλης κλίμακας: Οι προσομοιώσεις σε τομείς όπως η πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών, η μοντελοποίηση του κλίματος, η αστροφυσική, η γονιδιωματική και η επιστήμη των υλικών συχνά απαιτούν τη μαζική υπολογιστική ισχύ των συστημάτων MPP.

* αποθήκευση δεδομένων και επιχειρηματική ευφυΐα: Η ανάλυση των εξαιρετικά μεγάλων συνόλων δεδομένων για την επιχειρηματική ευφυΐα απαιτεί τη δύναμη επεξεργασίας των βάσεων δεδομένων MPP όπως τα teradata, το greenplum και το snowflake.

* Μεγάλη ανάλυση δεδομένων: Η επεξεργασία και η ανάλυση μαζικών συνόλων δεδομένων (μεγάλα δεδομένα) χρησιμοποιώντας τεχνολογίες όπως το Hadoop και το Spark συχνά χρησιμοποιούν συστάδες MPP.

* Υπολογισμός υψηλής απόδοσης (HPC): Το MPP είναι ζωτικής σημασίας για τις εφαρμογές HPC για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν από μεμονωμένα μηχανήματα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής, μοντελοποίηση δυναμικής υγρού και οικονομική μοντελοποίηση.

* Μηχανική μάθηση και τεχνητή νοημοσύνη (AI): Η εκπαίδευση μεγάλων μοντέλων μηχανικής μάθησης και η εκτέλεση σύνθετων εργασιών AI συχνά απαιτεί τον παραλληλισμό που παρέχεται από συστάδες MPP.

Βασικές διαφορές στην επιλογή εφαρμογών:

Η επιλογή μεταξύ SMP και MPP εξαρτάται από τις ανάγκες της εφαρμογής:

* Επιμελητικότητα: Για εξαιρετικά μεγάλα προβλήματα που υπερβαίνουν την χωρητικότητα μνήμης ενός μόνο μηχανήματος, είναι απαραίτητο το MPP. Το SMP περιορίζεται από την αρχιτεκτονική κοινής μνήμης.

* πολυπλοκότητα: Το SMP είναι γενικά πιο εύκολο να προγραμματιστεί λόγω της κοινής μνήμης. Το MPP απαιτεί πιο εξελιγμένες τεχνικές προγραμματισμού για τη διαχείριση της διανομής δεδομένων και της επικοινωνίας μεταξύ των επεξεργαστών.

* Κόστος: Τα συστήματα MPP είναι συνήθως πολύ πιο ακριβά από τα συστήματα SMP λόγω του μεγαλύτερου αριθμού των επεξεργαστών και των απαιτούμενων διασυνδέσεων.

Συνοπτικά, ενώ και οι δύο αρχιτεκτονικές προσφέρουν παράλληλη επεξεργασία, η SMP είναι κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν αποτελεσματική πολλαπλών εργασιών σε ένα μόνο μηχάνημα, ενώ το MPP υπερέχει στην επίλυση εξαιρετικά μεγάλων προβλημάτων που απαιτούν μαζική υπολογιστική ισχύ και κλιμάκωση σε πολλαπλά μηχανήματα. Ορισμένες εφαρμογές ενδέχεται να χρησιμοποιούν ακόμη και μια υβριδική προσέγγιση, συνδυάζοντας τεχνολογίες SMP και MPP.