Ara sıra "donanım hızlandırma" özelliğine sahip yeni bilgi işlem teknolojileri duyurulur, ancak bu terim bu duyurularda nadiren açıklanır. Neyse ki anlamak aslında nispeten basit. Bilgisayardaki işlemlerin çoğu, genel amaçlı CPU üzerinde çalışan yazılımlarda gerçekleşir. Bununla birlikte, küçük bir dizi görevi veya hatta tek bir görevi gerçekleştirmek için özel olarak tasarlanmış ayrı bir işlemci oluşturmak mümkündür. Bunun gibi ayrı bir işlemci kullanmaya donanım hızlandırma denir.
Donanım hızlandırmasının yararları ve sakıncaları
Donanım hızlandırma, iki ana performans avantajıyla birlikte gelir. İlk olarak, belirli mantık türlerini gerçekleştirmek için tasarlanmış işlemciler, bir görevi gerçekleştirmede genel amaçlı bir CPU'dan daha hızlı ve daha verimlidir. İkinci olarak, bu işlem yükünü boşaltarak, ana CPU diğer görevlere ayırmak için daha fazla işlem gücüne sahip olur. Diğer avantajlar arasında artan paralellik, azaltılmış güç tüketimi ve artan verimlilik sayılabilir.
Donanım hızlandırma için ayrılmış ayrı işlemcilerin kullanılması, yeni özelliklerin eklenmesi veya bazı durumlarda hataları değiştirmeden sadece hataları yamalamak bile zor olabilir, hatta bazı durumlarda imkansız değildir. donanım. Ayrıca yeni donanım geliştirmek, yazılım geliştirmekten çok daha zor ve daha pahalıdır.
Donanım hızlandırma türleri
Şu anda üç tür donanım hızlandırma vardır: özel işlemciler, FPGA'lar ve ASIC'ler. A özel işlemci, amaçlanan tür veya türler için optimize edilmiş donanımı kullanan ayrı bir işlemcidir. mantık. Özel bir işlemcinin popüler bir örneği GPU'dur. Modern bir GPU, gölgeleme ve ışın izleme gibi belirli görevler için tasarlanmış bir dizi işlemci içerir.
Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi veya FPGA, imalattan sonra müşteri tarafından yapılandırılabilecek şekilde tasarlanmış bir işlemcidir. Bir FPGA, tasarlandığı göreve bağlı olarak bir dizi farklı mantık işlevine uygun olacak şekilde programlanabilir. FPGA'lar yeniden programlanabilir olduğundan, ASIC işlemcilerin geliştirilmesi için popülerdir.
ASIC'ler veya Uygulamaya Özel Tümleşik Devreler, tek bir görevi yürütmek için özel olarak optimize edilmiş işlemcilerdir. ASIC'lerde, işlemcinin tam olarak tasarlandığından başka bir şey için kullanılması asla amaçlanmaz. Bu optimizasyon derinliği sayesinde ASIC'ler görevlerini yerine getirmede çok verimlidir.