Parallelverarbeitung ist ein Verfahren, bei dem mehrere Rechenoperationen gleichzeitig durchgeführt werden, um komplexe Aufgaben schneller zu lösen. Sie kommt sowohl in einzelnen Prozessoren (z. B. durch mehrere Kerne) als auch in vernetzten Systemen (z. B. Supercomputern oder Clustern) zum Einsatz.
Formen der Parallelverarbeitung
- Multithreading: Ein Prozess besteht aus mehreren Threads, die gleichzeitig laufen
- Multiprocessing: Nutzung mehrerer physischer oder logischer Prozessorkerne
- Distributed Computing: Aufgabenverteilung über mehrere vernetzte Rechner
Typische Einsatzgebiete
- Simulationen und wissenschaftliche Berechnungen
- Videobearbeitung, Rendering, Bildverarbeitung
- KI-Training und neuronale Netze
- Rechenzentren und Supercomputer
Hardware-Unterstützung
- Mehrkern-CPUs: Verarbeiten mehrere Aufgaben gleichzeitig
- GPUs: Besonders stark bei massiv parallelen Berechnungen (z. B. für KI und Grafik)
- Speicherarchitekturen: Müssen Zugriffskonflikte und Datenkonsistenz berücksichtigen
Herausforderungen
- Programme müssen speziell für parallele Ausführung entwickelt werden
- Abstimmung, Synchronisation und Fehlerbehandlung sind komplex