რა არის აპარატურა-აჩქარება?

ზოგჯერ ცხადდება ახალი გამოთვლითი ტექნოლოგიები, რომლებსაც აქვთ „ტექნიკური აჩქარება“, მაგრამ ეს ტერმინი იშვიათად არის ახსნილი ამ განცხადებებში. საბედნიეროდ, ამის გაგება საკმაოდ მარტივია. კომპიუტერზე დამუშავების უმეტესი ნაწილი ხდება პროგრამულ უზრუნველყოფაში, რომელიც მუშაობს ზოგადი დანიშნულების პროცესორზე. თუმცა, შესაძლებელია ცალკეული პროცესორის შექმნა, რომელიც სპეციალურად არის შექმნილი დავალებების მცირე დიაპაზონის ან თუნდაც ერთი ამოცანის შესასრულებლად. მსგავსი ცალკეული პროცესორის გამოყენებას ეწოდება ტექნიკის აჩქარება.

ტექნიკის დაჩქარების უპირატესობები და ნაკლოვანებები

ტექნიკის აჩქარებას გააჩნია შესრულების ორი ძირითადი უპირატესობა. პირველ რიგში, პროცესორები, რომლებიც შექმნილია კონკრეტული ტიპის ლოგიკის შესასრულებლად, უფრო სწრაფი და ეფექტურია ამოცანის შესასრულებლად, ვიდრე ზოგადი დანიშნულების CPU. მეორეც, ამ გადამამუშავებელი დატვირთვის გადმოტვირთვით, მთავარ პროცესორს აქვს მეტი დამუშავების ძალა სხვა ამოცანებისთვის. სხვა უპირატესობებში შედის პარალელურობის გაზრდა, ენერგიის მოხმარების შემცირება და ეფექტურობის გაზრდა.

გამოყოფილი ცალკეული პროცესორების გამოყენება ტექნიკის აჩქარებისთვის ნიშნავს ახალი ფუნქციების დამატებას ან შეცდომების უბრალოდ შესწორებაც კი შეიძლება იყოს რთული, თუ არა შეუძლებელი, ზოგიერთ შემთხვევაში, მისი გამოცვლის გარეშე აპარატურა. ასევე მნიშვნელოვნად უფრო რთული და ძვირია ახალი აპარატურის შემუშავება, ვიდრე პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავება.

აპარატურა-აჩქარების სახეები

ამჟამად არსებობს ტექნიკის აჩქარების სამი ტიპი: სპეციალიზებული პროცესორები, FPGA და ASIC. ა სპეციალიზებული პროცესორი არის ცალკეული პროცესორი, რომელიც იყენებს აპარატურას, რომელიც ოპტიმიზირებულია განკუთვნილი ტიპის ან ტიპებისთვის ლოგიკა. სპეციალიზებული პროცესორის პოპულარული მაგალითია GPU. თანამედროვე GPU შეიცავს პროცესორების ერთობლიობას, რომელიც განკუთვნილია გარკვეული ამოცანებისთვის, როგორიცაა დაჩრდილვა და სხივების მიკვლევა.

Field Programmable Gate Array ან FPGA არის პროცესორი, რომელიც შექმნილია იმისათვის, რომ მომხმარებელს შეეძლოს კონფიგურაცია წარმოების შემდეგ. FPGA შეიძლება დაპროგრამდეს, რომ მოერგოს სხვადასხვა ლოგიკურ ფუნქციებს, იმისდა მიხედვით, თუ რა ამოცანისთვის არის შექმნილი. ვინაიდან FPGA ხელახლა პროგრამირებადია, ისინი პოპულარულია ASIC პროცესორების განვითარებისთვის.

ASIC ან აპლიკაციისთვის სპეციფიკური ინტეგრირებული სქემები არის პროცესორები, რომლებიც ოპტიმიზებულია სპეციალურად ერთი ამოცანის შესასრულებლად. ASIC-ებთან ერთად არასოდეს არის განზრახული, რომ პროცესორი გამოიყენებოდეს არაფრისთვის, გარდა ზუსტად იმისთვის, რისთვისაც ის იყო შექმნილი. ოპტიმიზაციის ამ სიღრმის წყალობით, ASIC-ები ძალიან ეფექტურია თავიანთი ამოცანის შესრულებაში.