Hvad er hardware-acceleration?

Lejlighedsvis annonceres nye computerteknologier, der har "hardware-acceleration", men det udtryk er sjældent forklaret i disse meddelelser. Det er faktisk relativt nemt at forstå heldigvis. Størstedelen af ​​behandlingen på en computer foregår i software, der kører på den generelle CPU. Det er dog muligt at oprette en separat processor, der er specielt designet til at udføre en lille række opgaver eller endda kun en enkelt opgave. Brug af en separat processor som denne kaldes hardware-acceleration.

Fordele og ulemper ved hardware-acceleration

Hardware-acceleration kommer med to hovedydelsesfordele. For det første er processorer, der er designet til at udføre specifikke typer logik, hurtigere og mere effektive til at udføre en opgave, end en generel CPU ville være. For det andet, ved at aflaste denne behandlingsbelastning, har hoved-CPU'en mere processorkraft fri til at dedikere til andre opgaver. Andre fordele omfatter øget parallelitet, reduceret strømforbrug og øget effektivitet.

Brugen af ​​dedikerede separate processorer til hardware-acceleration betyder, at tilføjelse af nye funktioner eller endda bare at lappe fejl kan være svært, hvis ikke umuligt i nogle tilfælde uden at erstatte hardwaren. Det er også betydeligt sværere og dyrere at udvikle ny hardware end det er at udvikle software.

Typer af hardware-acceleration

Der er i øjeblikket tre typer hardware-acceleration: specialiserede processorer, FPGA'er og ASIC'er. En specialiseret processor er en separat processor, der bruger hardware optimeret til den eller de påtænkte logiktyper. Et populært eksempel på en specialiseret processor er GPU'en. En moderne GPU indeholder et sæt processorer, der er designet til visse opgaver såsom skygge og strålesporing.

Et Field Programmable Gate Array eller FPGA er en processor, der er designet til at kunne konfigureres af kunden efter fremstilling. En FPGA kan programmeres til at være egnet til en række forskellige logiske funktioner, afhængigt af den opgave, den er designet til. Da FPGA'er kan omprogrammeres, er de populære til udvikling af ASIC-processorer.

ASIC'er eller Application-Specific Integrated Circuits er processorer, der er optimeret specifikt til at køre en enkelt opgave. Med ASIC'er er der aldrig nogen hensigt om, at processoren skal bruges til andet end præcis det, den er designet til. Gennem denne dybde af optimering er ASIC'er meget effektive til at udføre deres opgave.