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As diferenças entre processamento em série e em paralelo

Atualizado em 21 fevereiro, 2017

Os computadores são inerentemente seriais. Trabalhar em série faz mais sentido em muitas aplicações, então inventou-se o computador em paralelo - um conjunto de computadores seriais trabalhando juntos. Os computadores paralelos podem fazer alguns trabalhos mais rapidamente, mas nem todos irão rodar mais rápido neles, e cada problema deve ser analisado em paralelo por um programador altamente treinado, e muito caro.

Os computadores em paralelo são, na realidade, um conjunto de computadores seriais trabalhando simultaneamente (Dynamic Graphics/Dynamic Graphics Group/Getty Images)

A CPU sequencial

A unidade de processamento central (CPU, da sigla em inglês) recebe as instruções da memória principal e executa-as uma por vez. Depois de executar uma instrução, a CPU vai para a próxima e continua a executá-las em sequência. Ela pode fazer qualquer coisa que um programador puder descrever em uma sequência de instruções entendidas pelo computador. Isso é intrinsecamente serial.

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Vantagens do paralelo

O processamento serial é como usar uma lavanderia com apenas uma máquina de lavar e uma secadora. Se você tiver muita roupa, vai demorar muito tempo. Com máquinas suficientes, você pode lavar várias cargas no mesmo tempo que demoraria pra lavar apenas uma. Porém, nem sempre é possível quebrar os problemas em partes que podem correr simultaneamente. Se você estiver somando, ou procurando entre um milhão de números, você pode formar grupos de 1000 números e processá-los simultaneamente em 1000 processadores, acabando 1000 vezes mais rápido do que um único processador. Outras tarefas, como dividir dois números, devem ser feitas de forma sequencial.

Problemas do paralelo

A primeira desvantagem da computação em paralelo é o custo. Um bom computador serial custa cerca de dois mil reais. Os paralelos começam custando mais de dois milhões de reais, ou bem mais. Programas e programadores treinados para computadores paralelos também são mais caros. Mesmo se um problema puder ser quebrado em várias partes simultâneas, pode ser difícil coordená-las.

A Lei de Amdahl

Outro problema surge com a Lei de Amdahl. Todo programa paralelo tem duas partes: processamento interno e resolução do problema. O processamento interno envolve a coordenação de múltiplos processadores, enquanto a resolução de problemas é a computação em si. A Lei de Amdahl diz que a porcentagem de tempo que cada processador gasta com o processamento interno aumenta o número de processadores paralelos. Isso implica na inviabilidade de aumentar o número de processadores paralelos além de certo ponto.

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Referências

Recursos

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