Background

Tradicionalisht, 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 [7].

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 [7].

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 [8].

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) [9]. 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 [10].

Ligji i Moore është vëzhgimi empirik që tregon se dendësia e tranzitorit në një mikroprocesor dyfishohet çdo 18-24 muaj [11]. 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.