Kaj je strojno pospeševanje?

Občasno so objavljene nove računalniške tehnologije, ki vključujejo »strojno pospeševanje«, vendar je ta izraz v teh objavah redko razložen. Pravzaprav je na srečo razmeroma preprosto razumeti. Večina obdelave na računalniku poteka v programski opremi, ki se izvaja na CPU splošnega namena. Vendar pa je mogoče ustvariti ločen procesor, ki je posebej zasnovan za izvajanje majhnega obsega nalog ali celo samo ene naloge. Uporaba ločenega procesorja, kot je ta, se imenuje strojno pospeševanje.

Prednosti in slabosti strojnega pospeševanja

Strojno pospeševanje prinaša dve glavni prednosti zmogljivosti. Prvič, procesorji, zasnovani za izvajanje določenih vrst logike, so hitrejši in učinkovitejši pri opravljanju naloge, kot bi bil CPU splošnega namena. Drugič, z razbremenitvijo te procesne obremenitve ima glavni CPU več procesorske moči, ki jo lahko nameni drugim nalogam. Druge prednosti vključujejo povečano vzporednost, zmanjšano porabo energije in večjo učinkovitost.

Uporaba namenskih ločenih procesorjev za strojno pospeševanje pomeni, da je lahko dodajanje novih funkcij ali celo samo popravljanje hroščev težko, če ne celo nemogoče, brez zamenjave strojne opreme. Prav tako je bistveno težje in dražje razviti novo strojno opremo kot programsko opremo.

Vrste strojnega pospeševanja

Trenutno obstajajo tri vrste strojnega pospeševanja: specializirani procesorji, FPGA in ASIC. Specializirani procesor je ločen procesor, ki uporablja strojno opremo, optimizirano za predvideni tip ali vrste logike. Priljubljen primer specializiranega procesorja je GPU. Sodobni GPU vsebuje nabor procesorjev, zasnovanih za določene naloge, kot sta senčenje in sledenje žarkov.

Field Programmable Gate Array ali FPGA je procesor, ki je zasnovan tako, da ga lahko stranka konfigurira po izdelavi. FPGA je mogoče programirati tako, da je primeren za vrsto različnih logičnih funkcij, odvisno od naloge, za katero je zasnovan. Ker je FPGA mogoče ponovno programirati, so priljubljeni pri razvoju procesorjev ASIC.

ASIC ali integrirana vezja, specifična za aplikacijo, so procesorji, optimizirani posebej za izvajanje ene same naloge. Z ASIC-i nikoli ni namena, da bi se procesor uporabljal za kaj drugega kot točno tisto, za kar je bil zasnovan. S to globino optimizacije so ASIC-i zelo učinkoviti pri opravljanju svoje naloge.