Τι είναι η επιτάχυνση υλικού και πώς είναι χρήσιμη;

Η επιτάχυνση υλικού χρησιμοποιεί ειδικά κατασκευασμένο υλικό υπολογιστή (δηλαδή, μικροτσίπ πυριτίου) για να εκτελέσει μια στενή ομάδα εργασιών γρηγορότερα από μια γενικής χρήσης ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ (κεντρική μονάδα επεξεργασίας).

Τι σημαίνει αυτό για εσάς ως χρήστη; Συχνά θα έχετε την επιλογή ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης της επιτάχυνσης υλικού στις εφαρμογές σας. Πόσο χρήσιμη είναι λοιπόν η επιτάχυνση υλικού και τι κάνει;

Τι είναι η επιτάχυνση υλικού (Simple Edition)

Ακολουθεί μια απλή εξήγηση της επιτάχυνσης υλικού. Μεταβείτε στην επόμενη ενότητα για μια λεπτομερή ματιά στη διαδικασία.

Η CPU στον υπολογιστή σας μπορεί να λύσει σχεδόν οποιοδήποτε τύπο μαθηματικού προβλήματος. Τα κυκλώματα της CPU χρησιμοποιούν περισσότερα εξαρτήματα για την αντιμετώπιση πολλών ειδών εργασιών. Καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο, παράγουν περισσότερη θερμότητα και δεν είναι τόσο κομψά σχεδιασμένα όσο ένα κύκλωμα που έχει κατασκευαστεί για μία μόνο εργασία.

Με την επιτάχυνση υλικού, ένα ειδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα ή ένας μικροεπεξεργαστής εκτελεί μια συγκεκριμένη εργασία ή ένα στενό σύνολο σχετικών εργασιών. Ο σχεδιασμός του κυκλώματος δεν χάνεται σε τίποτα άλλο, και αυτό παρέχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα απόδοσης.

Μερικές φορές αυτό το υλικό είναι ενσωματωμένο στην ίδια την CPU. Οι περισσότερες σύγχρονες CPU διαθέτουν εσωτερικές ενότητες που επιταχύνουν συγκεκριμένους τύπους μαθηματικών που χρησιμοποιούνται για εργασίες όπως π.χ. κωδικοποίηση βίντεο και κρυπτογράφηση.

Εν ολίγοις, η επιτάχυνση υλικού σημαίνει να δίνεις μια συγκεκριμένη δουλειά σε ένα μοναδικό κομμάτι υλικού που είναι ένας γρύλος ενός επαγγέλματος και το απολαμβάνει.

Ποια είναι τα οφέλη της επιτάχυνσης υλικού;

Πώς ωφελεί η επιτάχυνση υλικού την εφαρμογή που χρησιμοποιείτε; Συχνά εξαρτάται από τον τύπο υλικού και τον τύπο επιτάχυνσης, αλλά τα συνήθη οφέλη ισχύουν για τις περισσότερες περιπτώσεις.

• Η επιτάχυνση υλικού βελτιώνει σημαντικά την απόδοση. Η εφαρμογή σας θα λειτουργεί πιο ομαλά ή η εφαρμογή θα ολοκληρώσει μια εργασία σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα.

• Ελευθερώνει την CPU σας να κάνει άλλα πράγματα που οδηγούν σε βελτιωμένη απόδοση του συστήματος. Η CPU μπορεί να αποφορτίσει την εργασία στο εξειδικευμένο υλικό και στη συνέχεια να συνεχίσει, για παράδειγμα, την εκτέλεση βιντεοπαιχνιδιών ταυτόχρονα με ροή βίντεο ή τη χρήση μιας εφαρμογής όπως Διχόνοια.

• Η επιτάχυνση υλικού μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας για συσκευές με μπαταρία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το smartphone ή το tablet σας μπορεί να αναπαράγει βίντεο για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να μειώνει την μπαταρία σας. Ένα μικρό εξειδικευμένο τσιπ χρησιμοποιεί σχεδόν πάντα λιγότερη ενέργεια από ένα μεγάλο, πολύπλοκο CPU.

Υπάρχουν μειονεκτήματα στην επιτάχυνση υλικού;

Σε γενικές γραμμές, η επιτάχυνση υλικού είναι κάτι που θα θέλατε να αφήσετε, αλλά υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου μπορεί να είναι μειονέκτημα.

• Η επιτάχυνση υλικού συχνά προκαλεί αστάθεια. Παρά το γεγονός ότι είναι αργές, οι επεξεργαστές τείνουν να είναι εξαιρετικά αξιόπιστοι. Για παράδειγμα, δεν έχει νόημα να επιταχύνουμε το υλικό που επιταχύνει τις εξαγωγές βίντεο και στη συνέχεια να σταματήσει η διαδικασία πριν ολοκληρωθεί.

• Η επιτάχυνση υλικού είναι άκαμπτη σε νέες εξελίξεις. Για παράδειγμα, μπορεί να έχετε επιτάχυνση υλικού στον υπολογιστή σας για μια συγκεκριμένη μέθοδο κωδικοποίησης βίντεο, αλλά αν προκύψει κάτι καλύτερο, θα πρέπει να αγοράσετε νέο υλικό για να το υποστηρίξετε.

• Ο τύπος επιτάχυνσης υλικού που υποστηρίζει το σύστημά σας μπορεί να μην προσφέρει τα καλύτερα αποτελέσματα. Έτσι, εάν προτιμάτε την ποιότητα έναντι της ταχύτητας, θα ήταν καλύτερο να αφήσετε την CPU να χειριστεί την εργασία σε ορισμένες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, εάν δεν έχετε υποστήριξη υλικού για κωδικοποίηση HEVC αλλά θέλετε τα ποιοτικά πλεονεκτήματά του έναντι του H.264 CODEC, θα πρέπει να βασιστείτε στην κωδικοποίηση που βασίζεται σε CPU.

Πού μπορώ να χρησιμοποιήσω την επιτάχυνση υλικού;

Υπάρχουν πάρα πολλές διαθέσιμες μορφές επιτάχυνσης υλικού για να τις απαριθμήσετε όλες εδώ, αλλά εδώ είναι μερικές συνηθισμένες που θα συναντήσετε ως μέσος χρήστης υπολογιστή.

Επιτάχυνση υλικού προγράμματος περιήγησης

Τα προγράμματα περιήγησης ιστού μπορεί να είναι απροσδόκητα εφαρμογές βαριές CPU. Οι σύγχρονοι ιστότοποι έχουν φανταχτερά γραφικά εφέ και αξιοθέατα και ήχους υψηλής πιστότητας. Οι εφαρμογές Ιστού που χρησιμοποιούν γραφικά 3D επωφελούνται από την επιτάχυνση υλικού GPU.

Η επιτάχυνση υλικού είναι συνήθως ενεργοποιημένη από προεπιλογή σε αυτές τις εφαρμογές και θα πρέπει να την απενεργοποιήσετε μόνο για αντιμετώπιση προβλημάτων.

Επιτάχυνση κωδικοποίησης βίντεο

• Οι περισσότερες CPU έχουν τώρα επιτάχυνση για το κοινό Η.264 πρότυπο βίντεο και η υποστήριξη για το H.265 αυξάνεται επίσης.
• Οι πρόσφατες GPU της Nvidia διαθέτουν επίσης ένα ειδικό τσιπ κωδικοποίησης "NVENC" που αναλαμβάνει το έργο της εγγραφής ή της ροής βίντεο, έτσι ώστε να μην επηρεάζει την απόδοση του παιχνιδιού.
• Εφαρμογές όπως π Πρεμιέρα Adobe Το Pro προσφέρει επιτάχυνση υλικού βασισμένο σε GPU, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση κατά την επεξεργασία και την εξαγωγή έργων.

Επιτάχυνση GPGPU (GPU γενικού σκοπού)

Οι Γραφικοί Επεξεργαστές ξεκίνησαν τη ζωή τους ως τρισδιάστατοι επιταχυντές γραφικών, αλλά οι σύγχρονες GPU μπορούν να κάνουν ένα αρκετά ευρύ φάσμα απλών λειτουργιών πολύ γρήγορα. Αυτοί οι επεξεργαστές αποτελούνται από εκατοντάδες ή χιλιάδες απλούς μικρούς επεξεργαστές που λειτουργούν όλοι παράλληλα.

Αυτό τα καθιστά ιδανικά για ορισμένους τύπους τρανταχτών δεδομένων που πρέπει να εκτελεστούν μέσω ενός αλγορίθμου. Οι GPU έχουν σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο επειδή η απόδοση γραφικών περιλαμβάνει παράλληλη επεξεργασία τιμών pixel. Επομένως, η GPU σας καθορίζει πώς πρέπει να μοιάζει κάθε ένα από τα εκατομμύρια pixel στην οθόνη. Αποδεικνύεται ότι οι εφαρμογές βαθιάς εκμάθησης και εξόρυξης δεδομένων επωφελούνται επίσης από αυτήν την προσέγγιση στον υπολογισμό.

Ray Tracing και Machine Learning Acceleration

Οι προγραμματιστές GPU έχουν πλέον προσθέσει αποκλειστικούς συν-επεξεργαστές που κάνουν ακόμη πιο εξειδικευμένη δουλειά από τους πυρήνες GPU.

• Η τελευταία γενιά GPU της Nvidia έχει ειδικά εξαρτήματα που επιταχύνουν τα μαθηματικά ανίχνευση ακτίνων, η οποία είναι μια μέθοδος σχεδίασης τρισδιάστατων γραφικών προσομοιώνοντας πώς το φως διαδίδεται σε μια σκηνή.
• Αυτές οι GPU διαθέτουν έναν επιπλέον επεξεργαστή που είναι πολύ καλός στο να κάνει τα λεγόμενα μαθηματικά "tensor". Αυτά είναι χρήσιμα σε εφαρμογές που χρησιμοποιούν νευρωνική μηχανική μάθηση, η οποία γίνεται πιο συνηθισμένη σε καθημερινές εργασίες υπολογιστών.

Η επιτάχυνση είναι παντού

Υπάρχει επιτάχυνση υλικού σε όλες σχεδόν τις υπολογιστικές συσκευές αυτές τις μέρες και καθώς γίνονται ορισμένες εργασίες υπολογιστών δημοφιλείς, επιστήμονες υπολογιστών θα δημιουργήσουν ακόμη πιο ειδικά συστήματα για να λειτουργούν γρηγορότερα και περισσότερο αποτελεσματικά.

Οπότε καθίστε αναπαυτικά και απολαύστε την ταχύτητα!

Θέλω να εντυπωσιάζω τους φίλους και την οικογένειά σας με φοβερός τεχνολογία geekery;

Εγγραφείτε στο Help Desk Geek και λάβετε υπέροχους οδηγούς, συμβουλές και κόλπα σε καθημερινή βάση! Στέλνουμε μόνο χρήσιμα πράγματα!