并行计算?并行计算的四类设计模型
一、什么是并行计算
并行计算(ParallelComputing)或称平行计算是相对于串行计算来说的。它是一种一次可执行多个指令的算法,目的是提高计算速度,及通过扩大问题求解规模,解决大型而复杂的计算问题。所谓并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行就是指流水线技术,而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。
并行计算的解读
并行计算同时使用多种计算资源解决计算问题的过程,是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题,即将被求解的问题分解成若干个部分,各部分均由一个独立的处理机来并行计算。并行计算系统既可以是专门设计的、含有多个处理器的超级计算机,也可以是以某种方式互连的若干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集群完成数据的处理,再将处理的结果返回给用户。
并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。
二、人脑的并行计算能力有多强
关于人脑神经元的研究说法很多,可以看看一些有代表性的认知。
最接近大脑的处理器架构是SIMD架构,SIMD即单指令多数据体系结构,这个其实更像显卡中GPU的架构。使用SIMD体系结构意味着大脑具有单一的意识(单个重要指令),并且大量神经元同时处理大量数据(多数据)。在SIMD架构下,如果一个人的意识能够同时理解所有任务,则可以同时完成多个任务,但是这些多任务必须捆绑成一个单一的指令,如果不能,那么大脑必须在多个指令间切换。
可以说大脑不仅仅是多核计算机的等价物,而且是一个大规模并行(1000亿)CPU的计算机(更像现在的GPU),大脑中的每个神经元都是一个非常复杂的非线性处理系统,具有万计的输入和十万计的输出,如果把每个神经元当作是一个核心,那么大脑就是一个拥有1000亿个核心的CPU系统。这个大规模并行计算机构成了人类大脑的主要意识以及大多数高等动物的大脑意识。
大脑的“体系结构”由这1000亿个独立运行的统计预测元素(神经元)组成,分为多个电路和网络。信息在整个大脑神经通路中双向流动。当多任务(例如开车时说话)时,单独的大脑区域可能组织成暂时的“子网”,它们能够在不相互干扰的情况下进行操作,然而大多数情况下,大脑一次只做一次全局事情,这是由一系列注意力过滤器决定的。
再回到题主的问题,人脑的并行计算能力有多强?你这1000亿个核心能算得过小小计算器的加减乘除吗?显然算术题是做不过计算器的,但神经元和晶体管作用也不同的,说句简单的,这1000亿个神经元的目标是:在地球上生存下去。而更快地完成加减乘除对这个目标显然帮助有限。
人脑并行能力到底有多大,估计也没办法量化,但也可以举个例,你在4K下玩游戏,怎么也得双路最高端的显卡(如GTX1080Ti)吧,可能还经常卡顿,可是人脑全天候维持亿级像素下60+FPS全程无掉帧运算,吓死了吗?当你的iPhoneX花费了1秒还没识别你的面部时,即便是过了好多年你已经长变了样,人脑也只需要见面的一瞬间就能认出你。
三、并行计算电脑配置
你做并行计算需要的是CPU运算能力,建议选择IntelI3系列的本子,现在市面销售技嘉的E243214寸I323102G320G刻录机,价格不足3000,应该够你用了,笔记本的配置高低不是看多大内存,多大硬盘,和多大显存,和台式机一样,需要看型号,看性能,GT610的独显2G还没有I3集成核芯3000快呢!