Tanto a computação paralela quanto a computação distribuída buscam processamento de tarefas eficientes, mas diferem significativamente em sua abordagem:
Computação paralela: *
foco: Executando vários cálculos * simultaneamente * dentro de um único sistema de computador. Isso aproveita várias unidades de processamento (núcleos, threads etc.) na mesma máquina.
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Comunicação: A comunicação entre as unidades de processamento é relativamente rápida e eficiente porque compartilham o mesmo espaço de memória (ou pelo menos têm uma interconexão de alta velocidade). O compartilhamento de dados geralmente é direto.
* Modelo de programação
: Muitas vezes, envolve o uso de técnicas como instruções multithreading, multiprocessamento ou SIMD (instrução única, dados múltiplos). Bibliotecas como OpenMP, MPI (embora também usadas em distribuídas) e CUDA são comumente usadas.
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escalabilidade: Limitado pelos recursos físicos (número de núcleos, memória, largura de banda de E/S) de uma única máquina. Adicionar mais energia de processamento requer obter uma máquina mais poderosa.
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Exemplo: Executando uma simulação complexa usando vários núcleos em uma única estação de trabalho de ponta.
Computação distribuída: *
foco: Executando vários cálculos * simultaneamente * em vários computadores independentes (nós) conectados por uma rede.
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Comunicação: A comunicação entre nós depende de uma rede (por exemplo, Ethernet, Infiniband), que é inerentemente mais lenta e mais complexa que a comunicação interna em uma única máquina. O compartilhamento de dados requer mecanismos explícitos de comunicação. A latência da rede e a largura de banda se tornam fatores críticos.
* Modelo de programação
: Freqüentemente envolve o uso de técnicas de passagem de mensagens (por exemplo, MPI) ou arquiteturas de nada compartilhado (por exemplo, usando bancos de dados). A coordenação entre nós é mais desafiadora.
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escalabilidade: Pode escalar para problemas muito grandes, adicionando mais computadores à rede. O limite teórico é muito maior que a computação paralela em uma única máquina.
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Exemplo: Um mecanismo de pesquisa na web em larga escala, onde muitos servidores trabalham juntos para indexar e recuperar páginas da Web. A computação em nuvem é um exemplo proeminente de computação distribuída.
As diferenças de chave resumidas: | Recurso | Computação paralela | Computação distribuída |
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hardware | Máquina única, vários processadores | Máquinas independentes múltiplas |
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Comunicação | Memória rápida e compartilhada (geralmente) | Mais lento, baseado em rede |
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escalabilidade | Limitado por recursos únicos da máquina | Altamente escalável |
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complexidade | Relativamente mais simples para o programa | Significativamente mais complexo para o programa |
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compartilhamento de dados | Mais fácil, muitas vezes implícito | Comunicação mais complexa e explícita |
Em alguns casos, você pode combinar as duas abordagens - usando um cluster de computadores (computação distribuída), onde cada computador executa cálculos paralelos. Isso oferece o melhor dos dois mundos:alta escalabilidade e utilização eficiente de recursos individuais da máquina.