Введение

Состояние гранул или зерен

Метафорическое использование

Гранулярность (также называемая зернистостью) – это степень, в которой материал или система состоит из различимых частиц, "гранул" или "зерен" (в переносном смысле). Она может относиться как к степени разделения более крупного целого на части, так и к степени, в которой группы мелких неразличимых элементов объединяются, образуя более крупные различимые элементы.

Точность и двусмысленность

Грубозернистые материалы или системы имеют меньше дискретных компонентов, но большего размера, чем мелкозернистые материалы или системы. Грубое описание системы рассматривает крупные подкомпоненты. Мелкозернистое описание рассматривает более мелкие компоненты, из которых состоят крупные. Понятия гранулярности, грубости и тонкости относительны и используются при сравнении систем или их описаний. Пример возрастающей тонкости гранулярности: список стран в Организации Объединенных Наций, список всех штатов/провинций в этих странах, список всех городов в этих штатах и т.д.

Физика

Мелкомасштабное описание системы – это детальная, исчерпывающая модель низкого уровня. Крупномасштабное описание – это модель, в которой часть этой мелкой детализации сглажена или усреднена. Замена мелкомасштабного описания на крупномасштабную модель с более низким разрешением называется крупнозернистым моделированием. (См., например, второй закон термодинамики).

Вычислительные технологии

В параллельных вычислениях гранулярность означает объем вычислений в соотношении с объемом обмена данными, то есть отношение вычислительной работы к объему коммуникаций. Мелкозернистый параллелизм означает, что отдельные задачи относительно невелики по размеру кода и времени выполнения. Данные передаются между процессорами часто, небольшими порциями – в объеме одного или нескольких машинных слов. Крупнозернистый параллелизм – это противоположность: данные передаются редко, после выполнения значительного объема вычислений. Чем мельче гранулярность, тем выше потенциал для параллелизма и, следовательно, ускорения, но тем больше накладные расходы на синхронизацию и обмен данными. Существуют также факторы, разрушающие гранулярность, и их понимание важно для определения оптимального уровня гранулярности. Для достижения максимальной производительности в параллельных вычислениях необходимо найти оптимальный баланс между нагрузкой и накладными расходами на коммуникацию. Если гранулярность слишком мелкая, производительность может снизиться из-за увеличения накладных расходов на обмен данными. С другой стороны, если гранулярность слишком крупная, производительность может снизиться из-за дисбаланса нагрузки.

Реконфигурируемые вычисления и суперкомпьютерные системы

В реконфигурируемых вычислениях и в суперкомпьютерах эти термины относятся к ширине шины данных. Использование вычислительных элементов шириной около одного бита, таких как конфигурируемые логические блоки (CLB) в FPGA, называется вычислениями с мелкой гранулярностью или переконфигурируемостью с мелкой гранулярностью, в то время как использование широких шин данных, например, ресурсов шириной 32 бита, таких как микропроцессорные CPU или устройства обработки потока данных (DPU), как в массиве переконфигурируемых шин данных (rDPA), называется вычислениями с крупной гранулярностью или переконфигурируемостью с крупной гранулярностью.