データ並列性とは何？ わかりやすく解説 Weblio辞書

データ並列性とは何？ わかりやすく解説 Weblio辞書 データ並列性とは？ わかりやすく解説 辞書 類語・対義語辞典 英和・和英辞典 日中中日辞典 日韓韓日辞典 古語辞典 その他の辞書▼ フランス語辞典 インドネシア語辞典 タイ語辞典 ベトナム語辞典 ログイン Weblio 辞書 ヘルプ 556の専門辞書や国語辞典百科事典から一度に検索! 無料の翻訳ならWeblio翻訳！ 初めての方へ 参加元一覧 と一致する で始まる を含む で終わる を解説文に含む Weblio 辞書 > 固有名詞の種類 > 製品 > コンピュータ > その他コンピュータ製品 > 並列コンピューティング > データ並列性 の意味・解説 ウィキペディア 索引トップ 用語の索引 ランキング カテゴリー データ並列性 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/01/26 04:36 UTC 版) データ並列性 （ 英 : data parallelism ）は、複数の プロセッサ を用いて演算を行う 並列コンピューティング の形態の一つである。データ並列性は、異なる 並列計算 ノードにデータを分配することに焦点を置いている。並列性の別の形態である タスク並列性 と対照をなす。 ループレベル並列性 ( loop-level parallelism ) とも。 詳細 並列計算 が可能な環境、例えばマルチソケットあるいは マルチコア によるマルチプロセッサのシステムにおいて、データ並列性は、各プロセッサが分配された各データ領域（データ中の別々の部分）に対して同じタスクを処理することによって得られる。 ある状況では、一つの実行スレッドがすべてのデータの演算を制御し、またある状況では、複数のスレッドが演算を制御するが、すべて同じコードを実行している。 たとえば、 CPU A と B を持つ2プロセッサシステム上にて、あるデータ D に対してコードを実行する場合、CPU A に D の前半部分を処理させ、同時に CPU B に D の残り後半部分を処理させることで、 実行時間 を削減することができる。 より具体的な例として、二つの行列の加算を考える。データ並列性を実現するためには、CPU A は行列の前半のすべての要素を加算し、CPU B は行列の後半のすべての要素を加算する。二つのプロセッサが並列に動作するため、行列の加算は（理想的な場合）単一の CPU で同じ処理を実行する場合の半分の時間で完了する。 データ並列性は、データの処理（タスク並列性）ではなくデータの分散した（並列化された）性質に焦点を置く。実際のプログラムのほとんどは タスク並列性 とデータ並列性の間のどこかに落ち着く。 ソフトウェアレベルでは 並列化 の実装単位に プロセス や スレッド が利用される。通常、タスクを実行するCPUを アプリケーションソフトウェア レベルで明示的に指定することはほとんどなく、プロセスまたはスレッドといった抽象化された実行単位を割り当てるだけにとどめて、実際の計算ノードへのプロセス／スレッド割り当ては オペレーティングシステム やフレームワークが担当する。また、プロセッサの命令レベルでのデータ並列化の概念および機構として、 SIMD [ 1 ] および SIMT がある。 データ量が十分に多く、かつデータごとの処理内容が十分に長い場合は、通例シングルコアCPUで処理を逐次実行するよりもマルチコアCPUで並列実行したほうが高速になるが、データ量が少なかったり、データごとの処理内容が極端に短かったり、あるいはキャッシュの 偽共有 （ 英語版 ） が発生してしまったりする場合は、かえって並列化のためのデータ分割処理やスレッドの起動および待ち合わせといった準備にかかるオーバーヘッドなどのほうがかさんでしまい、結果として逐次実行した場合よりも低速になるということもありえる。 例 下記の 擬似コード でデータ並列性を示す。データは下記に示すような if文 で割り当てることができる。 program: ... if CPU="a" then lower_limit := 1 upper_limit := 50 else if CPU="b" then lower_limit := 51 upper_limit := 100 end if do i := lower_limit, upper_limit Task on d(i) end do ... end program このプログラムの目標は、(たとえば)サイズ 100 のデータの配列 "d" を処理することである。上記のようなコードを記述し、2プロセッサシステム上で動作させると、ランタイムではそれを下記のように実行する。 並列演算環境では、両方の CPU が "d" にアクセスしなければならない。 各 CPU が互いに独立な lower_limit と upper_limit のコピーを作成する機構があることを仮定する。 "if" 節が CPU ごとの処理を変化させる。CPU "a" では、"if" 節で真となり、CPU "b" では、"else if" 節で真となる。結果として、それぞれ独自の lower_limit と upper_limit を持つ。 ここで、いずれの CPU も "d(i)のタスク" を実行するが、各 CPU が異なる "limits" を持っているため、"d" の異なる部分を同時に演算することができ、プロセッサ間にタスクをうまく配分することができる。 CPU "a" で実行されるコード: program: ... lower_limit := 1 upper_limit := 50 do i := lower_limit, upper_limit Task on d(i) end do ... end program CPU "b" で実行されるコード: program: ... lower_limit := 51 upper_limit := 100 do i := lower_limit, upper_limit Task on d(i) end do ... end program この概念は、任意の数のプロセッサに対して一般化できる。 脚注 ^ マルチ・メニーコア用語辞典・た行 | データ並列（Data parallelism）とプロセス並列（Process parallelism） 参考文献 Hillis, W. Daniel and Steele, Guy L., Data Parallel Algorithms Communications of the ACM December 1986 Blelloch, Guy E, Vector Models for Data-Parallel Computing MIT Press 1990. ISBN 0-262-02313-X 関連項目 タスク並列性 ストリーム・プロセッシング 表 話 編 歴 並列計算 総論 クラウドコンピューティング グリッド・コンピューティング 高性能計算 コンピュータ・クラスター 分散コンピューティング 並列レベル タスク データ ビット 命令 スレッド スーパースレッディング （ 英語版 ） ハードウェアマルチスレッディング 同時マルチスレッディング ハイパースレッディング SIMT 理論 アムダールの法則 グスタフソンの法則 コスト効率性 （ 英語版 ） Karp-Flatt metric （ 英語版 ） Parallel slowdown （ 英語版 ） Speedup （ 英語版 ） 要素 スレッド ファイバー プロセス PRAM Instruction window （ 英語版 ） 調整 キャッシュコヒーレンシ 同期 バリア マルチプロセッシング メモリコヒーレンス キャッシュ無効化 Application checkpointing （ 英語版 ） プログラミング スレッド (コンピュータ) 並列プログラミングモデル Implicit （ 英語版 ） Explicit （ 英語版 ） 並行性 フリンの分類 SISD SIMD MISD MIMD SPMD （ 英語版 ） Lock-freeとWait-freeアルゴリズム ハードウェア スーパーコンピュータ スーパースカラー ベクトル計算機 マルチプロセッシング 対称型 非対称型 （ 英語版 ） マルチコア メモリ NUMA COMA （ 英語版 ） 分散型 （ 英語版 ） 共有型 分散共有型 MPP Beowulf API Ateji PX （ 英語版 ） Boostスレッド C++ AMP Charm++ （ 英語版 ） Cilk （ 英語版 ） Coarray Fortran （ 英語版 ） CUDA Dryad （ 英語版 ） Global Arrays （ 英語版 ） Intel Cilk Plus （ 英語版 ） Intel Threading Building Blocks MPI OpenACC OpenCL OpenHMPP （ 英語版 ） OpenMP PVM POSIXスレッド UPC 問題 Embarrassingly parallel （ 英語版 ） Grand Challenge （ 英語版 ） Software lockout （ 英語版 ） 並行計算 カテゴリ:並行計算 カテゴリ:並列コンピューティング ウィキペディア小見出し辞書 索引トップ 用語の索引 ランキング データ並列性 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/07/25 13:20 UTC 版) 「 並列計算 」の 記事 における「データ並列性」の 解説 詳細 は「データ並列性」を 参照 データ並列性は プログラム の ループ が 本質的に 備えて いる 並列性 であり、 ループ の各 周回 が各 ノード で 並列 に 処理される よう データ を 配布する 部分 が 中心となる 。 並列化 される ループ は、 大きな データ構造 の 各要素 について 似た ような処理を行うも のである 。 科学技術計算 にはデータ並列性があることが多い。 ループ伝搬 依存 （loop-carried dependency ）とは、 ループ において 以前 の 周回 の 結果 に 依存して 新たな 周回 の 計算 が行 われる 性質 をいう。 ループ伝搬 依存 があると、 ループ の 並列化 は できない 。 例え ば、以下の フィボナッチ数 の 一部 を 計算する 擬似コード を 考えて みよう。 1: prev := 02 : cur := 13 : do:4: PREV := CUR5: CUR := CUR + PREV6: while ( CUR < 10 ) この ループ では、 CUR が 以前 の CUR の値と PREV に 依存して おり、その値は 周回 ごとに 再計算 されるため、 並列化 できない 。つまり、ある 周回 での 計算 は、 それ以前 の 周回 の 計算 結果 に 依存して いるため、 周回 ごとに 並列化 することは できない のである 。 問題 が 大きくなる ほど、 可能な データ並列性も 多くなる 傾向 がある。 ※この「データ並列性」の解説は、「並列計算」の解説の一部です。 「データ並列性」を含む「並列計算」の記事については、 「並列計算」の概要 を参照ください。 ウィキペディア小見出し辞書の「データ並列性」の項目はプログラムで機械的に意味や本文を生成しているため、不適切な項目が含まれていることもあります。ご了承くださいませ。 お問い合わせ 。 データ並列性と同じ種類の言葉 並列性に関連する言葉 並列性 タスク並列性 メモリレベルの並列性 データ並列性 命令レベルの並列性 >>同じ種類の言葉 >>コンピュータに関連する言葉 固有名詞の分類 並列コンピューティング MESIプロトコル MMX データ並列性 Myrinet Streaming SIMD Extensions >>固有名詞 >>製品一覧 >>コンピュータ一覧 >>その他コンピュータ製品一覧 英和和英テキスト翻訳 英語⇒日本語 日本語⇒英語 >> 「データ並列性」を含む用語の索引 データ並列性のページへのリンク 辞書ショートカット 1 ウィキペディア 2 ウィキペディア小見出し辞書 カテゴリ一覧 全て ＋ ビジネス ＋ 業界用語 ＋ コンピュータ ＋ 電車 ＋ 自動車・バイク ＋ 船 ＋ 工学 ＋ 建築・不動産 ＋ 学問 ＋ 文化 ＋ 生活 ＋ ヘルスケア ＋ 趣味 ＋ スポーツ ＋ 生物 ＋ 食品 ＋ 人名 ＋ 方言 ＋ 辞書・百科事典 すべての辞書の索引 あ い う え お か き く け こ さ し す せ そ た ち つ て と な に ぬ ね の は ひ ふ へ ほ ま み む め も や ゆ よ ら り る れ ろ わ を ん が ぎ ぐ げ ご ざ じ ず ぜ ぞ だ ぢ づ で ど ば び ぶ べ ぼ ぱ ぴ ぷ ぺ ぽ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ Ｉ Ｊ Ｋ Ｌ Ｍ Ｎ Ｏ Ｐ Ｑ Ｒ Ｓ Ｔ Ｕ Ｖ Ｗ Ｘ Ｙ Ｚ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ 記号 Weblioのサービス 英会話コラム Weblio英会話 英語の質問箱 語彙力診断 スピーキングテスト 「データ並列性」の関連用語 1 Apache Spark ウィキペディア小見出し辞書 36% | | | | | 2 タスク並列性 ウィキペディア小見出し辞書 36% | | | | | 3 命令セットの選択 ウィキペディア小見出し辞書 30% | | | | | 4 並列計算 百科事典 8% | | | | | 5 並列化 百科事典 6% | | | | | 6 Glasgow Haskell Compiler 百科事典 4% | | | | | 7 マイクロアーキテクチャ 百科事典 4% | | | | | データ並列性のお隣キーワード データ・リンク データースワロー データーリ・ラヨシュ データ不備 データ不足 (レッドリスト) データ世界 データ並列性 データ中心の一貫性モデル データ中心アプローチ データ中継 データ中継衛星 データ互換 データ互換性 検索ランキング 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳 英語⇒日本語 日本語⇒英語 データ並列性のページの著作権 Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。 All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License . この記事は、ウィキペディアのデータ並列性 (改訂履歴) の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書 に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。 Text is available under GNU Free Documentation License (GFDL) . 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