Τι είναι η επιτάχυνση υλικού και πώς είναι χρήσιμη;

Η επιτάχυνση υλικού(Hardware) χρησιμοποιεί ειδικά κατασκευασμένο υλικό υπολογιστή (π.χ. μικροτσίπ πυριτίου) για να εκτελεί ένα στενό σύνολο εργασιών πιο γρήγορα από μια CPU γενικής χρήσης (κεντρική μονάδα επεξεργασίας).

Τι σημαίνει αυτό για εσάς ως χρήστη; Θα έχετε συχνά την επιλογή να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε την επιτάχυνση υλικού στις εφαρμογές σας. Πόσο χρήσιμη είναι λοιπόν η επιτάχυνση υλικού και τι κάνει;

Τι είναι η επιτάχυνση υλικού(Hardware Acceleration) ( Απλή έκδοση(Simple Edition) )

Ακολουθεί μια απλή εξήγηση της επιτάχυνσης υλικού. Μεταβείτε(Skip) στην επόμενη ενότητα για μια εις βάθος ματιά στη διαδικασία. 

Η CPU στον υπολογιστή σας μπορεί να λύσει σχεδόν κάθε τύπο μαθηματικού προβλήματος. Τα κυκλώματα CPU(CPU) χρησιμοποιούν περισσότερα στοιχεία για την αντιμετώπιση πολλών ειδών εργασιών. Καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο, παράγουν περισσότερη θερμότητα και δεν είναι τόσο κομψά σχεδιασμένα όσο ένα κύκλωμα κατασκευασμένο για μία μόνο εργασία. 

Με την επιτάχυνση υλικού, ένα ειδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα ή ένας μικροεπεξεργαστής κάνει μια συγκεκριμένη εργασία ή ένα στενό σύνολο σχετικών εργασιών. Ο σχεδιασμός του κυκλώματος δεν σπαταλάται 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(CPUs) διαθέτουν αποκλειστικές εσωτερικές ενότητες που επιταχύνουν συγκεκριμένους τύπους μαθηματικών που χρησιμοποιούνται για εργασίες όπως η κωδικοποίηση βίντεο(video encoding) και η κρυπτογράφηση(encryption) .

Εν ολίγοις, η επιτάχυνση υλικού σημαίνει ότι δίνεις μια συγκεκριμένη δουλειά σε ένα μοναδικό κομμάτι του υλικού που είναι ένα jack of one trade και ροκάρει σε αυτό.

Ποια είναι τα οφέλη(Benefits) της επιτάχυνσης υλικού(Hardware Acceleration) ;

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

  • Η επιτάχυνση υλικού(Hardware) βελτιώνει σημαντικά την απόδοση. Η εφαρμογή σας θα λειτουργεί πιο ομαλά ή η εφαρμογή θα ολοκληρώσει μια εργασία σε πολύ μικρότερο χρόνο.
  • Απελευθερώνει τη CPU σας για να κάνει άλλα πράγματα που οδηγούν σε βελτιωμένη απόδοση του συστήματος. Η CPU μπορεί να μεταφορτώσει την εργασία στο εξειδικευμένο υλικό και στη συνέχεια να συνεχίσει, για παράδειγμα, με την εκτέλεση βιντεοπαιχνιδιών ταυτόχρονα με ροή βίντεο ή χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή όπως το Discord .
  • Η επιτάχυνση υλικού(Hardware) μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας για συσκευές που τροφοδοτούνται 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 φορτίζει την μπαταρία σας. Ένα μικρό εξειδικευμένο τσιπ καταναλώνει σχεδόν πάντα λιγότερη ενέργεια από μια μεγάλη, πολύπλοκη CPU .

Υπάρχουν(Are) μειονεκτήματα στην επιτάχυνση (Downsides)υλικού(Hardware Acceleration) ;

Γενικά, η επιτάχυνση υλικού είναι κάτι που θα θέλετε να αφήσετε, αλλά υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου μπορεί να είναι ένα μειονέκτημα. 

  • (Hardware)Η επιτάχυνση υλικού συχνά προκαλεί αστάθεια. Παρά το γεγονός ότι είναι αργοί, οι CPU(CPUs) τείνουν να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστοι. Για παράδειγμα, δεν έχει νόημα η επιτάχυνση υλικού να επιταχύνει τις εξαγωγές βίντεο και μετά να διακόπτεται η διαδικασία πριν ολοκληρωθεί.
  • Η επιτάχυνση υλικού(Hardware) είναι άκαμπτη στις 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 ενδέχεται να μην προσφέρει τα καλύτερα αποτελέσματα. Επομένως, εάν προτιμάτε την ποιότητα έναντι της ταχύτητας, θα ήταν καλύτερο να αφήσετε την CPU να χειριστεί τη δουλειά σε ορισμένες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, εάν δεν έχετε υποστήριξη υλικού για την κωδικοποίηση HEVC , αλλά θέλετε τα ποιοτικά πλεονεκτήματά του σε σχέση με το H.264 CODEC , θα πρέπει να βασιστείτε στην κωδικοποίηση που βασίζεται σε CPU .

Πού μπορώ να χρησιμοποιήσω την επιτάχυνση υλικού(Use Hardware Acceleration) ;

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

Επιτάχυνση υλικού προγράμματος περιήγησης(Browser Hardware Acceleration)

Τα προγράμματα περιήγησης Ιστού(Web) μπορεί να είναι απροσδόκητα βαριές(CPU-heavy) εφαρμογές CPU. Οι σύγχρονοι(Modern) ιστότοποι έχουν φανταχτερά γραφικά εφέ και εικόνες και ήχους υψηλής πιστότητας. Οι εφαρμογές Ιστού(Web) που χρησιμοποιούν τρισδιάστατα γραφικά επωφελούνται από την επιτάχυνση υλικού  GPU .

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

Επιτάχυνση κωδικοποίησης βίντεο(Video Encoding Acceleration)

  • Οι περισσότερες CPU έχουν πλέον επιτάχυνση για το κοινό πρότυπο βίντεο H.264 και η υποστήριξη για (H.264)H.265 αυξάνεται επίσης. 
  • Οι πρόσφατες GPU(Nvidia GPUs) της Nvidia διαθέτουν επίσης ένα αποκλειστικό τσιπ κωδικοποιητή "NVENC" που αναλαμβάνει τη δουλειά της εγγραφής ή ροής του πλάνα του παιχνιδιού, ώστε να μην επηρεάζει την απόδοση του παιχνιδιού.
  • Εφαρμογές όπως το Adobe Premiere Pro προσφέρουν επιτάχυνση υλικού που βασίζεται σε GPU, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση κατά την επεξεργασία και την εξαγωγή έργων.

Επιτάχυνση GPGPU (General Purpose GPU).(GPGPU (General Purpose GPU) Acceleration)

Οι γραφικοί επεξεργαστές ξεκίνησαν τη ζωή τους ως επιταχυντές τρισδιάστατων γραφικών, αλλά οι σύγχρονες GPU(GPUs) 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 συσπάσεων δεδομένων που πρέπει να εκτελεστούν μέσω ενός αλγόριθμου. Οι GPU(GPUs) έχουν σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο, επειδή η απόδοση γραφικών περιλαμβάνει την παράλληλη επεξεργασία των τιμών των pixel. Έτσι, η GPU σας καθορίζει πώς πρέπει να μοιάζει ταυτόχρονα καθένα από τα εκατομμύρια pixel στην οθόνη. Αποδεικνύεται ότι οι εφαρμογές βαθιάς μάθησης και εξόρυξης δεδομένων επωφελούνται επίσης από αυτήν την προσέγγιση στον υπολογισμό.

Ray Tracing και Machine Learning Acceleration(Ray Tracing and Machine Learning Acceleration)

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

  • Η τελευταία γενιά των GPU της Nvidia(Nvidia GPUs) διαθέτει ειδικά εξαρτήματα που επιταχύνουν τα μαθηματικά της ανίχνευσης ακτίνων(ray tracing) , η οποία είναι μια μέθοδος σχεδίασης τρισδιάστατων γραφικών προσομοιώνοντας τον τρόπο με τον οποίο διαδίδεται το φως μέσα από μια σκηνή.
  • Αυτές οι GPU(GPUs) διαθέτουν έναν πρόσθετο επεξεργαστή που είναι πολύ καλός στο να κάνει τα λεγόμενα μαθηματικά «τανυστήρα». Αυτά είναι χρήσιμα σε εφαρμογές που χρησιμοποιούν μηχανική μάθηση νευρωνικού δικτύου, η οποία γίνεται πιο κοινή στις καθημερινές εργασίες υπολογιστών.

Η επιτάχυνση είναι παντού

Υπάρχει επιτάχυνση υλικού σε σχεδόν κάθε υπολογιστική συσκευή αυτές τις μέρες και καθώς ορισμένες εργασίες υπολογιστών γίνονται δημοφιλείς, οι επιστήμονες υπολογιστών θα δημιουργήσουν ακόμη πιο εξειδικευμένα συστήματα για να τα κάνουν να λειτουργούν πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά. 

Καθίστε λοιπόν αναπαυτικά και απολαύστε την ταχύτητα!



About the author

Είμαι ειδικός σε θέματα ασφάλειας υπολογιστών με πάνω από 10 χρόνια εμπειρίας και ειδικεύεται σε εφαρμογές Windows και Αρχεία. Έχω γράψει ή/και αναθεωρήσει εκατοντάδες άρθρα για διάφορα θέματα που σχετίζονται με την ασφάλεια των υπολογιστών, βοηθώντας τα άτομα να παραμείνουν ασφαλή στο διαδίκτυο. Είμαι επίσης έμπειρος σύμβουλος για επιχειρήσεις που χρειάζονται βοήθεια για την προστασία των συστημάτων τους από παραβιάσεις δεδομένων ή κυβερνοεπιθέσεις.



Related posts