Mikä on laitteistokiihdytys ja kuinka se hyödyttää?

Laitteistokiihdytys(Hardware) käyttää erityisesti rakennettuja tietokonelaitteistoja (eli piimikrosiruja) suorittamaan kapea joukko tehtäviä nopeammin kuin yleiskäyttöinen CPU (keskusyksikkö).

Mitä se tarkoittaa sinulle käyttäjänä? Voit usein ottaa laitteistokiihdytyksen käyttöön tai poistaa sen käytöstä sovelluksissasi. Kuinka hyödyllistä laitteistokiihdytystä sitten on, ja mitä se tekee?

Mikä on Hardware Acceleration ( Simple Edition )

Tässä on yksinkertainen selitys laitteistokiihdytyksestä. Siirry(Skip) seuraavaan osaan nähdäksesi prosessin perusteellisesti. 

Tietokoneesi prosessori(CPU) voi ratkaista melkein minkä tahansa matemaattisen ongelman. CPU -piirit käyttävät enemmän komponentteja monenlaisiin tehtäviin. Ne vievät enemmän tilaa, tuottavat enemmän lämpöä eivätkä ole yhtä tyylikkäästi suunniteltuja kuin yhtä työtä varten rakennettu piiri. 

Laitteistokiihdytyksen avulla erityinen integroitu piiri tai mikroprosessori suorittaa yhden tietyn tehtävän tai suppean joukon siihen liittyviä töitä. Piirin suunnittelua ei hukata mihinkään muuhun, ja tämä tarjoaa merkittävän suorituskyvyn edun. 

Joskus tämä laitteisto on sisäänrakennettu itse suorittimeen(CPU) . Useimmissa nykyaikaisissa suorittimissa(CPUs) on omat sisäiset osiot, jotka nopeuttavat tietyntyyppistä matematiikkaa, jota käytetään tehtäviin, kuten videon koodaukseen(video encoding) ja salaukseen(encryption) .

Lyhyesti sanottuna laitteistokiihdytys tarkoittaa tietyn työn antamista ainutlaatuiselle laitteistolle, joka on yhden kaupan jätkä ja rokkaa siinä.

Mitkä ovat laitteistokiihdytyksen (Hardware Acceleration)edut(Benefits) ?

Miten laitteistokiihdytys hyödyttää käyttämääsi sovellusta? Se riippuu usein laitteistotyypistä ja kiihdytyksen tyypistä, mutta tavalliset edut pätevät useimpiin tilanteisiin.

  • Laitteistokiihdytys(Hardware) parantaa suorituskykyä huomattavasti. Sovelluksesi toimii sujuvammin tai sovellus suorittaa tehtävän paljon lyhyemmässä ajassa.
  • Se vapauttaa prosessorisi(CPU) muiden toimintojen suorittamiseen, mikä parantaa järjestelmän suorituskykyä. Prosessori voi siirtää työn erikoislaitteistolle ja jatkaa(CPU) sitten esimerkiksi videopelien pelaamista samanaikaisesti videoiden suoratoiston kanssa tai Discordin(Discord) kaltaisen sovelluksen avulla .
  • Laitteistokiihdytys(Hardware) voi olla ratkaisevan tärkeää akkukäyttöisille laitteille. Tästä syystä älypuhelimesi tai tablettisi voi toistaa videota niin pitkän ajan kuluttamatta akkua. Pieni erikoissiru kuluttaa melkein aina vähemmän virtaa kuin suuri, monimutkainen suoritin(CPU) .

Onko (Are)laitteistokiihdytyksessä (Hardware Acceleration)haittoja(Downsides) ? _ _

Yleensä laitteistokiihdytystä kannattaa jättää käyttämättä, mutta joissakin tapauksissa se voi olla haittapuoli. 

  • Laitteistokiihdytys(Hardware) aiheuttaa usein epävakautta. Hitaisuudestaan ​​huolimatta prosessorit(CPUs) ovat yleensä erittäin luotettavia. Ei esimerkiksi ole mitään järkeä, jos laitteistokiihdytys nopeuttaa videoiden vientiä ja sitten prosessi kaatuu ennen sen päättymistä.
  • Laitteistokiihdytys(Hardware) on joustamaton uudelle kehitykselle. Esimerkiksi tietokoneessasi voi olla laitteistokiihdytystä tiettyä videon koodausmenetelmää varten, mutta jos jotain parempaa tulee vastaan, joudut ostamaan uuden laitteiston tukemaan sitä. 
  • Järjestelmäsi tukema laitteistokiihdytystyyppi ei välttämättä tarjoa parhaita tuloksia. Joten jos suosit laatua nopeuden sijaan, on parempi antaa prosessorin(CPU) hoitaa työ joissain tapauksissa. Jos sinulla ei esimerkiksi ole laitteistotukea HEVC - koodaukselle, mutta haluat sen laatuetuja H.264 CODECiin(H.264 CODEC) verrattuna , sinun on luotettava CPU - pohjaiseen koodaukseen.

Missä voin käyttää laitteistokiihdytystä(Use Hardware Acceleration) ?

Käytettävissä on liian monia laitteistokiihdytyksen muotoja niiden kaikkien luettelemiseksi tässä, mutta tässä on muutamia yleisiä, joita kohtaat tavallisena tietokoneen käyttäjänä.

Selaimen laitteistokiihdytys(Browser Hardware Acceleration)

Web - selaimet voivat olla yllättävän prosessoriraskkaita(CPU-heavy) sovelluksia. Nykyaikaisilla(Modern) verkkosivuilla on hienoja graafisia tehosteita ja korkealaatuisia nähtävyyksiä ja ääniä. 3D-grafiikkaa käyttävät verkkosovellukset(Web) hyötyvät GPU - laitteistokiihdytyksestä. 

Laitteistokiihdytys(Hardware) on yleensä oletusarvoisesti käytössä näissä sovelluksissa, ja sinun tulee poistaa se käytöstä vain vianmäärityksen(troubleshooting) vuoksi .

Videokoodauksen kiihdytys(Video Encoding Acceleration)

  • Useimmissa prosessoreissa on nyt kiihdytys yleiselle H.264 -videostandardille, ja myös H.265 :n tuki kasvaa. 
  • Viimeaikaisissa Nvidian GPU(Nvidia GPUs) :issa on myös oma "NVENC"-kooderisiru, joka ottaa vastuulleen pelimateriaalin tallennuksen tai suoratoiston, jotta se ei vaikuta pelin suorituskykyyn.
  • Sovellukset, kuten Adobe Premiere Pro , tarjoavat GPU-pohjaista laitteistokiihdytystä, mikä parantaa suorituskykyä projektien editoinnissa ja viennissä.

GPGPU (General Purpose GPU) -kiihtyvyys(GPGPU (General Purpose GPU) Acceleration)

Grafiikkaprosessorit aloittivat toimintansa 3D-grafiikkakiihdyttiminä, mutta nykyaikaiset grafiikkasuorittimet(GPUs) pystyvät suorittamaan melko laajan valikoiman yksinkertaisia ​​toimintoja erittäin nopeasti. Nämä prosessorit koostuvat sadoista tai tuhansista yksinkertaisista pienistä prosessoreista, jotka kaikki toimivat rinnakkain. 

Tämä tekee niistä ihanteellisia tietyntyyppisiin tietojen murskaukseen, joka on suoritettava algoritmin läpi. GPU:t(GPUs) on suunniteltu tällä tavalla, koska grafiikan renderöinti edellyttää pikseliarvojen rinnakkaista käsittelyä. Joten grafiikkasuoritin(GPU) määrittää, miltä kunkin näytön miljoonista pikseleistä tulee näyttää samanaikaisesti. Osoittautuu, että myös syväoppimis- ja tiedonlouhintasovellukset hyötyvät tästä laskennan lähestymistavasta.

Säteenseuranta ja koneoppimisen kiihdytys(Ray Tracing and Machine Learning Acceleration)

GPU -kehittäjät ovat nyt lisänneet omistettuja apuprosessoreja, jotka tekevät vieläkin erikoistuneempaa työtä kuin GPU - ytimet. 

  • Uusimman sukupolven Nvidia-grafiikkasuorittimissa(Nvidia GPUs) on erikoiskomponentteja, jotka nopeuttavat säteenseurannan matematiikkaa. Säteenseuranta(ray tracing) on tapa piirtää 3D-grafiikkaa simuloimalla valon etenemistä näkymän läpi.
  • Näissä GPU(GPUs) :issa on ylimääräinen prosessori, joka on erittäin hyvä niin sanotun "tensori"-matematiikan suorittamiseen. Nämä ovat hyödyllisiä sovelluksissa, jotka käyttävät neuroverkon koneoppimista, mikä on yleistymässä jokapäiväisissä laskentatehtävissä.

Kiihtyvyys on kaikkialla

Nykyään lähes jokaisessa tietokonelaitteessa on laitteistokiihdytystä, ja kun tietyt laskentatyöt tulevat suosituiksi, tietojenkäsittelytieteilijät luovat entistä enemmän omistautuneita järjestelmiä, jotta ne toimisivat nopeammin ja tehokkaammin. 

Istu siis alas ja nauti nopeudesta!



About the author

Olen ammattimainen ääniinsinööri, jolla on yli 10 vuoden kokemus. Olen työskennellyt monenlaisissa projekteissa pienistä kodin äänijärjestelmistä suuriin kaupallisiin tuotantoihin. Taitoni on luoda erinomaisia ​​ääniraitoja ja äänenkäsittelytyökaluja, jotka saavat musiikin kuulostamaan upealta. Olen myös erittäin kokenut Windows 10:n kanssa, ja voin auttaa sinua saamaan kaiken irti tietokonejärjestelmästäsi.



Related posts