Шта је хардверско убрзање?

Повремено се најављују нове рачунарске технологије које карактеришу „хардверско убрзање“, али се тај термин ретко објашњава у тим најавама. Срећом, то је заправо релативно једноставно разумети. Већина обраде на рачунару се одвија у софтверу који ради на ЦПУ-у опште намене. Међутим, могуће је направити посебан процесор посебно дизајниран за обављање малог спектра задатака или чак само једног задатка. Коришћење посебног процесора као што је овај назива се хардверско убрзање.

Предности и мане хардверског убрзања

Хардверско убрзање долази са две главне предности перформанси. Прво, процесори дизајнирани да изводе специфичне типове логике су бржи и ефикаснији у обављању задатка него што би био ЦПУ опште намене. Друго, ослобађањем тог оптерећења обраде, главни ЦПУ има више процесорске снаге слободне да се посвети другим задацима. Остале предности укључују повећану паралелност, смањену потрошњу енергије и повећану ефикасност.

Употреба наменских одвојених процесора за хардверско убрзање значи да додавање нових функција или чак само исправљање грешака може бити тешко, ако не и немогуће у неким случајевима без замене хардвера. Такође је знатно теже и скупље развити нови хардвер него софтвер.

Врсте хардверског убрзања

Тренутно постоје три типа хардверског убрзања: специјализовани процесори, ФПГА и АСИЦ. Специјализовани процесор је посебан процесор који користи хардвер оптимизован за предвиђени тип или типове логике. Популаран пример специјализованог процесора је ГПУ. Савремени ГПУ садржи скуп процесора дизајнираних за одређене задатке као што су сенчење и праћење зрака.

Фиелд Программабле Гате Арраи или ФПГА је процесор који је дизајниран да може да га конфигурише корисник након производње. ФПГА се може програмирати да буде прилагођен за низ различитих логичких функција, у зависности од задатка за који је дизајниран. Пошто се ФПГА могу поново програмирати, популарни су за развој АСИЦ процесора.

АСИЦ или интегрисана кола специфична за апликацију су процесори оптимизовани посебно за извршавање једног задатка. Код АСИЦ-а никада не постоји намера да се процесор користи за било шта друго осим за оно за шта је дизајниран. Кроз ову дубину оптимизације, АСИЦ-ови су веома ефикасни у обављању свог задатка.