Що таке апаратне прискорення?

Що таке апаратне прискорення?

У сучасній обчислювальній техніці апаратне прискорення використовується повсюдно. Воно стало таким же звичним і природним, як розширення процесорних команд MMX. Адже так було далеко не завжди. Перші боязкі кроки розробників і програмістів з просування нових можливостей, неоднозначна оцінка комп 'ютерної спільноти, а потім - визнання... все це було.


Тепер же апаратне прискорення присутнє майже в кожному пристрої і програмі. Часом, навіть там, де його і шукати ніхто не буде. Хочете відеокарту, яка підтримує апаратне прискорення? Будь ласка! А звуковий адаптер? Та скільки завгодно! Ну а мережева карта? І вона має можливість розвантажувати центральний процесор від рутинної роботи з пакетами даних!


Апаратне прискорення широко використовується в різних програмах з обробки мультимедійних потоків. Завдяки цьому вдається значно зменшити витрачуваний час. Не всі знають, що розробники браузерів давно включили в свої продукти можливість прискорювати роботу з графікою (відмальовування складних сторінок) завдяки використанню апаратного прискорення основних функцій за допомогою відеокарти.

Що ж це за прискорення таке? Насправді все просто. Згідно із загальною схемою пристрою комп 'ютера, всі математичні розрахунки виконує центральний процесор (CPU). Так, команда порахувати суму "2 + 2" програмою перетворюється на машинні коди і передається йому на обробку. Але оскільки процесор щосекунди виконує величезну кількість обчислень, то з додаванням нового завдання його продуктивність трохи знижується - ядро завантажується. Розробники давно прагнули збільшити швидкість виконання розрахунків, не збільшуючи потужність CPU, і впровадження допоміжних апаратних можливостей дало таку можливість.

Уявіть відеокарту десятирічної давності. Вона являла собою логіку і відеопамять. Будь-яка інформація, так чи інакше пов 'язана із зображенням, записувалася з масив комірок пам' яті і певним чином перетворювалася на сигнал, "зрозумілий" схемами монітора.

Будь-яка зміна зображення, навіть банальне переміщення точки по кольоровому фону - результат роботи центрального процесора. Він розраховував координати, зміщення і цикл повторювався. Якщо ж точка не одна, то кількість розрахунків зростає. Крім того, процесору і без того є "чим зайнятися". Результат - уповільнення роботи.
Для вирішення цього на відеокарті стали розміщувати спеціалізований процесор, який займався тільки графікою, що дозволило звільнити ресурси універсального CPU. Подібний метод став застосовуватися для роботи зі звуком - аудіочипи "навчилися" прискорювати деякі функції; мережею - адаптери обзавелися спеціалізованим процесором тощо.

Вимкнути або увімкнути апаратне прискорення можна в програмі, але тільки якщо така можливість передбачена програмістом. Наприклад, можна керувати прискоренням графіки у Windows XP так: необхідно викликати властивості стільниці і пройти шляхом "Параметри - Додатково - Діагностика". У цьому вікні бігунець дозволяє повністю або частково вимкнути апаратне прискорення всієї системи. Іноді це необхідно для вирішення проблем із сумісністю.