ฮาร์ดแวร์เร่งคืออะไร?

บางครั้งมีการประกาศเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ใหม่ที่มีคุณลักษณะ "การเร่งฮาร์ดแวร์" แต่คำนั้นไม่ค่อยอธิบายในประกาศเหล่านั้น จริงๆแล้วมันค่อนข้างง่ายที่จะเข้าใจขอบคุณ การประมวลผลส่วนใหญ่บนคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นในซอฟต์แวร์ที่ทำงานบน CPU ที่ใช้งานทั่วไป อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างตัวประมวลผลแยกต่างหากที่ออกแบบมาเฉพาะเพื่อทำงานเล็กๆ น้อยๆ หรือแม้แต่งานเดียว การใช้โปรเซสเซอร์แยกกันแบบนี้เรียกว่าการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์

ประโยชน์และข้อเสียของการเร่งฮาร์ดแวร์

การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์มาพร้อมกับประโยชน์ด้านประสิทธิภาพหลักสองประการ ประการแรก โปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานลอจิกบางประเภทนั้นเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าในการปฏิบัติงานมากกว่าซีพียูทั่วไป ประการที่สอง โดยการลดภาระในการประมวลผลนั้น CPU หลักมีพลังในการประมวลผลที่มากขึ้นเพื่ออุทิศให้กับงานอื่นๆ ข้อดีอื่นๆ ได้แก่ ความขนานที่เพิ่มขึ้น การใช้พลังงานที่ลดลง และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น

การใช้โปรเซสเซอร์แยกเฉพาะสำหรับการเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์หมายความว่าการเพิ่มคุณสมบัติใหม่หรือแม้แต่การแพตช์จุดบกพร่องอาจเป็นเรื่องยาก หากไม่สามารถทำได้ในบางกรณีโดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ การพัฒนาฮาร์ดแวร์ใหม่นั้นยากและมีราคาแพงกว่าการพัฒนาซอฟต์แวร์อย่างมาก

ประเภทของฮาร์ดแวร์เร่ง

การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์ในปัจจุบันมีสามประเภท: โปรเซสเซอร์เฉพาะ FPGA และ ASIC โปรเซสเซอร์เฉพาะคือโปรเซสเซอร์แยกต่างหากที่ใช้ฮาร์ดแวร์ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับประเภทหรือประเภทของลอจิกที่ต้องการ ตัวอย่างยอดนิยมของโปรเซสเซอร์เฉพาะคือ GPU GPU ที่ทันสมัยประกอบด้วยชุดโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาสำหรับงานบางอย่าง เช่น การแรเงาและการติดตามรังสี

Field Programmable Gate Array หรือ FPGA เป็นโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบให้ลูกค้าสามารถกำหนดค่าได้หลังการผลิต สามารถตั้งโปรแกรม FPGA ให้เหมาะสมกับฟังก์ชันลอจิกต่างๆ ได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับงานที่ได้รับการออกแบบ เนื่องจาก FPGA สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้ จึงเป็นที่นิยมสำหรับการพัฒนาโปรเซสเซอร์ ASIC

ASICs หรือ Application-Specific Integrated Circuits เป็นโปรเซสเซอร์ที่ได้รับการปรับแต่งมาโดยเฉพาะสำหรับการรันงานเดียว ด้วย ASICs ไม่เคยมีเจตนาใด ๆ ที่โปรเซสเซอร์จะใช้สำหรับสิ่งอื่นใดนอกจากที่มันถูกออกแบบมาสำหรับ ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงลึกนี้ ASICs มีประสิทธิภาพมากในการปฏิบัติงานของพวกเขา