ĐA XỬ LÝ: NÓ BAO GỒM NHỮNG GÌ, LOẠI, YÊU CẦU, ƯU ĐIỂM - CÔNG NGHỆ - 2026

Đa xử lý , được áp dụng cho máy tính, là một dạng hoạt động của một máy tính trong đó nó có nhiều hơn một bộ xử lý. Mục đích là sẵn sàng chạy các phần khác nhau của một chương trình cùng một lúc.

Nhiều đơn vị xử lý trung tâm (CPU) này giao tiếp gần nhau, chia sẻ bus, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi khác của máy tính. Vì nhiều bộ xử lý có sẵn, nhiều quá trình có thể chạy cùng một lúc.

Nguồn: Khazadum

Đa xử lý đề cập nhiều hơn đến số lượng đơn vị CPU, hơn là số lượng tiến trình đang chạy đồng thời. Nếu phần cứng cung cấp nhiều hơn một bộ xử lý thì đó là quá trình đa xử lý. Đó là khả năng của hệ thống khai thác sức mạnh tính toán của nhiều bộ xử lý.

Hệ thống đa xử lý rất hữu ích khi bạn muốn có tốc độ đủ cao để xử lý một tập dữ liệu lớn. Các hệ thống này hầu hết được sử dụng trong các ứng dụng như dự báo thời tiết, điều khiển vệ tinh, v.v.

Loại hệ thống đa xử lý này lần đầu tiên xuất hiện trong các máy tính lớn hoặc máy tính lớn, trước khi giảm giá thành của nó để đảm bảo nó được đưa vào máy tính cá nhân.

Đa xử lý là gì?

Với sự hỗ trợ của hệ thống đa xử lý, một số quá trình có thể được thực hiện song song.

Giả sử rằng các quá trình Pr1, Pr2, Pr3 và Pr4 đang chờ được thực thi. Trong một hệ thống bộ xử lý duy nhất, một quá trình sẽ chạy trước, sau đó chạy tiếp theo, rồi đến quá trình kia, v.v.

Tuy nhiên, với đa xử lý, mỗi quá trình có thể được đặt thành một CPU cụ thể để xử lý.

Nếu đó là bộ vi xử lý lõi kép, với hai bộ xử lý, hai quá trình có thể được thực thi đồng thời và do đó chúng sẽ nhanh hơn gấp đôi. Tương tự, bộ vi xử lý lõi tứ sẽ nhanh hơn bốn lần so với bộ xử lý đơn.

Vì một chức năng cụ thể được chỉ định cho mỗi bộ xử lý, chúng sẽ có thể thực hiện công việc của mình, cung cấp bộ lệnh cho bộ xử lý tiếp theo và bắt đầu làm việc trên một bộ lệnh mới.

Ví dụ: một bộ xử lý lớn hơn có thể sử dụng bộ xử lý "nô lệ" để thực hiện các tác vụ dọn dẹp khác nhau, chẳng hạn như quản lý bộ nhớ.

Tương tự, các bộ xử lý khác nhau có thể được sử dụng để quản lý truyền thông dữ liệu, lưu trữ bộ nhớ hoặc các chức năng số học.

Sự khác biệt giữa đa xử lý và đa chương trình

Một hệ thống là đa xử lý bằng cách có nhiều hơn một bộ xử lý vật lý và nó có thể đa chương trình khi có nhiều tiến trình chạy đồng thời.

Do đó, sự khác biệt giữa đa xử lý và đa xử lý là đa xử lý chạy nhiều tiến trình cùng lúc trên nhiều bộ xử lý, trong khi đa xử lý giữ nhiều chương trình trong bộ nhớ chính và chạy chúng đồng thời thông qua một CPU.

Có nghĩa là, đa xử lý xảy ra thông qua xử lý song song, trong khi đa chương trình xảy ra khi một CPU chuyển từ quy trình này sang quy trình khác.

Yêu cầu

Để sử dụng hệ thống đa xử lý một cách hiệu quả, hệ thống máy tính phải có những điều sau đây:

Hỗ trợ bộ xử lý

Bạn phải có một bộ vi xử lý có khả năng sử dụng chúng trong một hệ thống đa xử lý.

Khung bo mạch chủ

Bo mạch chủ có khả năng chứa và xử lý nhiều bộ vi xử lý. Điều này có nghĩa là các ổ cắm hoặc khe cắm bổ sung cho các chip được thêm vào.

Hỗ trợ hệ điều hành

Toàn bộ tác vụ đa xử lý được quản lý bởi hệ điều hành, hệ điều hành sẽ chỉ định các tác vụ khác nhau được thực hiện bởi các bộ xử lý khác nhau trong hệ thống.

Các ứng dụng được thiết kế để sử dụng trong đa xử lý được cho là được ghép nối, có nghĩa là chúng được chia thành các quy trình nhỏ hơn có thể chạy độc lập.

Điều này cho phép hệ điều hành cho phép các luồng này chạy đồng thời trên nhiều bộ xử lý, dẫn đến đa xử lý và hiệu suất tốt hơn.

Các loại xử lý đa

Đa xử lý đối xứng

Trong kiểu đa xử lý này, tất cả các bộ xử lý có mối quan hệ lẫn nhau ở cùng mức độ bình đẳng, nghĩa là không có mối quan hệ chủ - tớ giữa chúng.

Tất cả các bộ xử lý giao tiếp với nhau, vì mỗi bộ xử lý chứa một bản sao của cùng một hệ điều hành.

Một ví dụ về hệ thống đa xử lý đối xứng là phiên bản Encore của Unix cho máy tính Multimax.

Đa xử lý không đối xứng

Trong kiểu đa xử lý này, có một bộ xử lý chính đưa ra hướng dẫn cho tất cả các bộ xử lý khác, giao cho mỗi bộ một nhiệm vụ được xác định trước đó. Đây là lựa chọn kinh tế nhất, duy trì mối quan hệ chủ - tớ giữa các bộ xử lý.

Loại đa xử lý này chỉ tồn tại cho đến khi các bộ đa xử lý đối xứng được giới thiệu.

Lợi thế

Năng suất cao hơn

Với đa xử lý, bạn sẽ có nhiều nhiệm vụ được hoàn thành hơn trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều.

Nếu một số bộ xử lý hoạt động cùng nhau thì hiệu suất hệ thống tăng lên bằng cách tăng số lượng quá trình được thực thi trên một đơn vị thời gian.

Độ tin cậy cao hơn

Khi một bộ xử lý bị lỗi, quá trình đa xử lý trở nên đáng tin cậy hơn, vì trong tình huống này, hệ thống sẽ chậm lại, nhưng nó sẽ không bị sập. Khả năng tiếp tục hoạt động bất chấp thất bại này được gọi là khả năng suy thoái duyên dáng.

Ví dụ, nếu một bộ xử lý bị lỗi trong tổng số năm, thì công việc sẽ không thất bại, nhưng bốn bộ xử lý còn lại sẽ chia sẻ công việc của bộ xử lý bị lỗi. Do đó, hệ thống sẽ chạy chậm hơn 20%, thay vì crash hoàn toàn.

Tiết kiệm tiền

Các hệ thống này có thể tiết kiệm tiền lâu dài so với các hệ thống một bộ xử lý vì các bộ xử lý có thể chia sẻ nguồn điện, thiết bị ngoại vi và các thiết bị khác.

Nếu có nhiều quy trình chia sẻ dữ liệu, tốt hơn nên lập trình chúng trong các hệ thống đa xử lý để chia sẻ dữ liệu, thay vì có các hệ thống máy tính khác nhau với nhiều bản sao của dữ liệu đó.

Nhược điểm

Chi phí mua cao hơn

Mặc dù về lâu dài, các hệ thống đa xử lý rẻ hơn so với sử dụng nhiều hệ thống máy tính, nhưng chúng vẫn khá đắt.

Việc mua một hệ thống đơn giản với một bộ xử lý sẽ rẻ hơn nhiều so với một hệ thống nhiều bộ xử lý.

Hệ điều hành phức tạp

Hệ điều hành phức tạp hơn được yêu cầu trong các hệ thống đa xử lý.

Điều này là do có nhiều bộ xử lý dùng chung bộ nhớ, thiết bị, v.v. việc phân phối tài nguyên cho các quá trình phức tạp hơn nếu chỉ có một bộ xử lý.

Số lượng bộ nhớ lớn được yêu cầu

Tất cả các bộ xử lý trong hệ thống đa xử lý dùng chung bộ nhớ chính. Do đó, cần có một vùng bộ nhớ lớn hơn nhiều so với các hệ thống xử lý đơn lẻ.

Người giới thiệu

1. Dinesh Thakur (2019). Định nghĩa Hệ điều hành đa xử lý. Ghi chú Ecomputer Lấy từ: ecomputernotes.com.
2. Điểm hướng dẫn (2019). Sự khác biệt giữa đa nhiệm, đa luồng và đa xử lý. Lấy từ: tutorialspoint.dev.
3. Bách khoa toàn thư Britannica (2019). Đa xử lý. Lấy từ: britannica.com.
4. Techopedia (2019). Đa xử lý. Lấy từ: trầnpedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Hệ thống đa xử lý. Điểm hướng dẫn. Lấy từ: tutorialspoint.com.