什麼是硬件加速？

有時會宣布具有“硬件加速”功能的新計算技術，但在這些公告中很少解釋該術語。謝天謝地，它實際上相對容易理解。計算機上的大部分處理是在通用 CPU 上運行的軟件中進行的。但是，可以創建一個單獨的處理器，專門設計用於執行小範圍的任務，甚至只是單個任務。像這樣使用單獨的處理器稱為硬件加速。

硬件加速的優缺點

硬件加速有兩個主要的性能優勢。首先，設計用於執行特定類型邏輯的處理器在執行任務時比通用 CPU 更快、更高效。其次，通過卸載處理負載，主 CPU 有更多的處理能力可以自由地用於其他任務。其他優點包括增加並行性、降低功耗和提高效率。

使用專用的獨立處理器進行硬件加速意味著添加新功能甚至只是修補錯誤可能很困難，在某些情況下，如果不更換硬件，即使不是不可能的話。與開發軟件相比，開發新硬件也更加困難和昂貴。

硬件加速的類型

目前存在三種類型的硬件加速：專用處理器、FPGA 和 ASIC。專用處理器是一個單獨的處理器，它使用針對預期類型或邏輯類型優化的硬件。專用處理器的一個流行示例是 GPU。現代 GPU 包含一組為特定任務設計的處理器，例如著色和光線追踪。

現場可編程門陣列或 FPGA 是一種處理器，旨在能夠在製造後由客戶進行配置。FPGA 可以被編程為適用於一系列不同的邏輯功能，這取決於它的設計任務。由於 FPGA 是可重新編程的，因此它們在 ASIC 處理器的開發中很受歡迎。

ASIC 或專用集成電路是專門為運行單個任務而優化的處理器。使用 ASIC 時，處理器永遠不會用於任何其設計用途以外的用途。通過這種深度優化，ASIC 可以非常高效地執行任務。