ควรใช้การประมวลผลแบบขนานไหม?

การเขียนโปรแกรมแบบขนานใน R

Nabeel Imam

Data Scientist

ลองมองผ่านตัวอย่างการก่อสร้างอาคาร

ก่อสร้างชั้นถัดไปบนชั้นที่เสร็จแล้ว: แบบลำดับ (sequential)

ติดตั้งหน้าต่างในโครงสร้างที่สร้างเสร็จแล้ว: แบบขนาน (parallel)

อาคารกำลังก่อสร้าง การสร้างชั้นต้องทำตามลำดับ ส่วนการติดตั้งหน้าต่างสามารถทำแบบขนานได้

สเกลระหว่างแบบลำดับและแบบขนาน

งานคำนวณทั่วไปถูกจัดวางบนสเกล โดยมีแบบลำดับอยู่ปลายด้านหนึ่งและแบบขนานอยู่ปลายอีกด้าน การสร้างตัวแปรใหม่อยู่ใกล้ฝั่งขนาน ส่วน cumulative sum อยู่ใกล้ฝั่งลำดับ

การดำเนินการทางตัวเลขแบบคลาสสิก

การคำนวณรากที่สองของตัวเลขหนึ่งล้านตัว

numbers <- 1:1000000


start <- Sys.time()
sq_roots <- lapply(numbers, sqrt)
end <- Sys.time()


end - start

Time difference of 1.044573 secs

จะประมวลผลรากที่สองแบบขนานได้อย่างไร?

ผังงานสำหรับการคำนวณรากที่สองแบบขนาน จำนวนเต็มตั้งแต่ 1 ถึง 1 ล้านถูกแบ่งออกเป็น 5 กลุ่ม แต่ละกลุ่มมีขนาด 200,000

จะประมวลผลรากที่สองแบบขนานได้อย่างไร?

ข้อมูลที่แบ่งแล้วถูกส่งไปยังคลัสเตอร์ซึ่งประกอบด้วยหลาย core แต่ละกลุ่มของตัวเลขถูกส่งไปยัง core หนึ่งเพื่อคำนวณรากที่สอง หากทุก core ถูกใช้งานอยู่ กลุ่มใหม่จะรอจนกว่า core จะว่าง

จะประมวลผลรากที่สองแบบขนานได้อย่างไร?

ผลลัพธ์รากที่สองจากแต่ละ core ถูกรวบรวมและรวมกันเพื่อให้ได้รากที่สองครบหนึ่งล้านค่า

การดำเนินการทางตัวเลขแบบขนาน

การคำนวณรากที่สองของตัวเลขหนึ่งล้านตัวแบบขนาน

library(parallel)


my_cluster <- makeCluster(3)


start <- Sys.time()
sq_roots <- parLapply(my_cluster, numbers, sqrt)
end <- Sys.time()


stopCluster(my_cluster)


end - start