Quest-ce que laccélération matérielle ?

De temps en temps, de nouvelles technologies informatiques sont annoncées et comportent une « accélération matérielle », mais ce terme est rarement expliqué dans ces annonces. C'est en fait relativement simple à comprendre heureusement. La majorité du traitement sur un ordinateur a lieu dans un logiciel exécuté sur le processeur à usage général. Il est cependant possible de créer un processeur séparé spécialement conçu pour effectuer une petite gamme de tâches ou même une seule tâche. L'utilisation d'un processeur séparé comme celui-ci s'appelle l'accélération matérielle.

Avantages et inconvénients de l'accélération matérielle

L'accélération matérielle s'accompagne de deux principaux avantages en termes de performances. Premièrement, les processeurs conçus pour exécuter des types de logique spécifiques sont plus rapides et plus efficaces pour effectuer une tâche qu'un processeur à usage général. Deuxièmement, en déchargeant cette charge de traitement, le processeur principal dispose de plus de puissance de traitement à consacrer à d'autres tâches. D'autres avantages incluent un parallélisme accru, une consommation d'énergie réduite et une efficacité accrue.

L'utilisation de processeurs séparés dédiés pour l'accélération matérielle signifie que l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou même simplement la correction de bogues peut être difficile, voire impossible dans certains cas sans remplacer le matériel. Il est également beaucoup plus difficile et plus coûteux de développer du nouveau matériel que de développer des logiciels.

Types d'accélération matérielle

Il existe actuellement trois types d'accélération matérielle : les processeurs spécialisés, les FPGA et les ASIC. Un processeur spécialisé est un processeur distinct qui utilise du matériel optimisé pour le ou les types de logique souhaités. Un exemple populaire de processeur spécialisé est le GPU. Un GPU moderne contient un ensemble de processeurs conçus pour certaines tâches telles que l'ombrage et le lancer de rayons.

Un Field Programmable Gate Array ou FPGA est un processeur conçu pour pouvoir être configuré par le client après la fabrication. Un FPGA peut être programmé pour être adapté à une gamme de fonctions logiques différentes, selon la tâche pour laquelle il est conçu. Comme les FPGA sont reprogrammables, ils sont populaires pour le développement de processeurs ASIC.

Les ASIC ou circuits intégrés spécifiques à l'application sont des processeurs optimisés spécifiquement pour exécuter une seule tâche. Avec les ASIC, le processeur n'a jamais l'intention d'être utilisé pour autre chose que ce pour quoi il a été conçu. Grâce à cette profondeur d'optimisation, les ASIC sont très efficaces dans l'exécution de leur tâche.