कभी-कभी नई कंप्यूटिंग तकनीकों की घोषणा की जाती है जो "हार्डवेयर-त्वरण" की सुविधा देती हैं, लेकिन उन घोषणाओं में उस शब्द को शायद ही कभी समझाया गया हो। कृतज्ञतापूर्वक समझना वास्तव में अपेक्षाकृत सरल है। कंप्यूटर पर अधिकांश प्रोसेसिंग सामान्य प्रयोजन के सीपीयू पर चलने वाले सॉफ़्टवेयर में होती है। हालाँकि, एक अलग प्रोसेसर बनाना संभव है जिसे विशेष रूप से कार्यों की एक छोटी श्रृंखला या यहाँ तक कि केवल एक कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया हो। इस तरह से अलग प्रोसेसर का उपयोग करना हार्डवेयर-एक्सेलरेशन कहलाता है।
हार्डवेयर-त्वरण के लाभ और दोष
हार्डवेयर-त्वरण दो मुख्य प्रदर्शन लाभों के साथ आता है। सबसे पहले, विशिष्ट प्रकार के तर्क करने के लिए डिज़ाइन किए गए प्रोसेसर सामान्य प्रयोजन के सीपीयू की तुलना में कार्य करने में तेज़ और अधिक कुशल होते हैं। दूसरे, उस प्रोसेसिंग लोड को ऑफलोड करके, मुख्य सीपीयू में अन्य कार्यों को समर्पित करने के लिए अधिक प्रोसेसिंग पावर मुक्त होती है। अन्य लाभों में बढ़ी हुई समानता, कम बिजली की खपत और बढ़ी हुई दक्षता शामिल हैं।
हार्डवेयर-त्वरण के लिए समर्पित अलग प्रोसेसर के उपयोग का अर्थ है कि नई सुविधाएँ जोड़ना या यहां तक कि सिर्फ पैचिंग बग मुश्किल हो सकता है, अगर कुछ मामलों में असंभव नहीं है तो बिना प्रतिस्थापित किए हार्डवेयर। सॉफ्टवेयर विकसित करने की तुलना में नए हार्डवेयर को विकसित करना काफी कठिन और अधिक महंगा है।
हार्डवेयर-त्वरण के प्रकार
वर्तमान में तीन प्रकार के हार्डवेयर-त्वरण हैं: विशेष प्रोसेसर, FPGAs और ASICs। ए विशिष्ट प्रोसेसर एक अलग प्रोसेसर है जो इच्छित प्रकार या प्रकार के लिए अनुकूलित हार्डवेयर का उपयोग करता है तर्क। एक विशेष प्रोसेसर का एक लोकप्रिय उदाहरण GPU है। एक आधुनिक जीपीयू में कुछ कार्यों जैसे छायांकन और रे ट्रेसिंग के लिए डिज़ाइन किए गए प्रोसेसर का एक सेट होता है।
फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे या एफपीजीए एक ऐसा प्रोसेसर है जिसे निर्माण के बाद ग्राहक द्वारा कॉन्फ़िगर करने में सक्षम होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक FPGA को विभिन्न तर्क कार्यों की एक श्रृंखला के अनुकूल होने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, यह उस कार्य पर निर्भर करता है जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया जा रहा है। चूंकि एफपीजीए पुन: प्रोग्राम करने योग्य हैं, इसलिए वे एएसआईसी प्रोसेसर के विकास के लिए लोकप्रिय हैं।
ASIC या एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत सर्किट विशेष रूप से एकल कार्य चलाने के लिए अनुकूलित प्रोसेसर हैं। ASICs के साथ प्रोसेसर के लिए किसी अन्य चीज़ के लिए उपयोग किए जाने का कोई इरादा नहीं है, इसके अलावा इसे वास्तव में इसके लिए डिज़ाइन किया गया था। अनुकूलन की इस गहराई के माध्यम से, ASIC अपने कार्य को करने में बहुत कुशल हैं।