Paralelizmi në informatikë është formë e llogaritjes në të cilën shumë llogaritje bëhen në të njëjtën kohë [1], që veprojnë në parimin se problemet e mëdha shpesh mund të ndahen në më të vogla, të cilat pastaj zgjidhen njëkohësisht (paralelisht). Ka disa forma të ndryshme të paralelizmit në informatikë : niveli bit, niveli i instruksionit, paralelizmi i të dhënave dhe paralelizmi i kontrollit. Paralelizmi ka qenë i përdorur për shumë vite, kryesisht në informatikën e performancës së lartë, por interesi në të është rritur kohët e fundit për shkak se kufizimet fizike parandalojnë shkallën e frekuencave [2]. Si pasojë e konsumit të energjisë (dhe për rrjedhojë gjenerimi i nxehtësisë) nga kompjuterët, është bërë një shqetësim në vitet e fundit [3], paralelizmi është bërë paradigmë dominuese në arkitekturën e kompjuterit, kryesisht në formën e procesorëve shumë bërthamorë[4].
Kompjuterët paralel mund të klasifikohen afërsisht sipas shkallës në të cilën hardueri mbështet paralelizmin, me kompjuterë që kanë më-shumë-procesorë me më-shumë-bërthama që kanë elemente të shumta të përpunimit brenda një makine të vetme, ndërsa kompjuterët grupore, masiive, dhe rrjetete përdorin shumë kompjuterë për të punuar të njëjtën punë. Arkitekturat kompjuterike paralele të specializuara ndonjëherë përdoren së bashku me procesorë të zakonshëm, për përshpejtimin e detyrave specifike.
Shpejtësia e një programi si rezultat i paralelizmit është jepet sipas Ligjit të Amdahl.
Përmbledhje
Zakonisht, programet kompjuterike janë shkruar për llogaritjen rendore (serike). Për të zgjidhur një problem, është ndërtuar dhe zbatuar një algoritëm si një rrjedhë serike e instruksioneve. Këto instruksione janë ekzekutuar në një njësi qendror të përpunimit në një kompjuter. Vetëm një instruksion mund të ekzekuthet në një kohë—pasi që instruksioni është i përfunduar, instruksioni tjetër ekzekutohet [5].
Paralelizmi, në anën tjetër, përdor elemente të shumta të përpunimit në të njëjtën kohë për të zgjidhur një problem. Kjo është arritur duke thyer problemin në pjesë të pavarura në mënyrë që çdo element i përpunuar të mund të ekzekutoj pjesën e saj të algoritmit në të njëjtën kohë me të tjerët. Elementet e përpunuara mund të jenë të ndryshëm dhe mund të përfshijnë burime të tilla si një kompjuter me shumë procesorë, disa kompjuterë rrjeti, pajisje të specializuara, ose ndonjë kombinim i burimeve të mësipërme [5].
Shkalla e frekuencave ishte arsyeja mbizotëruese për përmirësime në punën e kompjuterit nga mesi i viteve 1980 deri 2004. Koha e ekzekutimit të një programi është e barabartë me numrin e instruksioneve shumëzuar me kohën mesatare për instruksion. Ruajtja konstante e çdo gjëje, rritja e frekuencës së orës zvogëlon kohën mesatare që duhet për të ekzekutuar një instruksion. Një rritje në frekuencën në këtë mënyrë zvogëlon kohën e ekzekutimit për të gjitha programet e llogaritjes së kufizuar [6].
Megjithatë, konsumi i energjisë nga një çip jepet nga ekuacioni P = C × V2 × F, ku P eshte fuqia, C vëllimi që kalon në ciklin e kohës (në proporcion me numrin e transistorëve të cilëve u ndryshojn të dhënat), V, tensioni, dhe F është frekuenca e procesorit (cikle për sekondë) [7]. Rritja në frekuencë rrit sasinë e energjisë të përdorur në një procesor. Rritja e konsumit të energjisë së procesorit çoi përfundimisht në anullimin e procesorit Tejas dhe Jayhawk të Intel-it në maj 2004, e cila është përmendur në përgjithësi si një fund i shkallës së frekuencës si paradigmë dominuese e arkitekturës kompjuterike [8].
Ligji i Moore është vëzhgimi empirik që tregon se dendësia e tranzitorit në një mikroprocesor dyfishohet çdo 18-24 muaj [9]. Pavarësisht nga çështjet e konsumit të energjisë, si dhe parashikimet e të përsëritura në fund të saj, ligji i Moore është ende në fuqi. Me përfundimin e shkallës të frekuencave, këto transistorë shtesë (të cilat nuk janë më të përdorura për shkallën e frekuencës) mund të përdoret për të shtuar ekstra hardware për paralelizëm.
