O que é aceleração de hardware e como ela é útil?

A aceleração de hardware usa hardware de computador especialmente construído (ou seja, microchips de silício) para fazer um conjunto estreito de tarefas mais rápido do que uma CPU de uso geral (unidade de processamento central).

O que isso significa para você como usuário? Freqüentemente, você terá a opção de ativar ou desativar a aceleração de hardware em seus aplicativos. Então, quão útil é a aceleração de hardware e o que ela faz?

O que é aceleração de hardware (edição simples)

Aqui está uma explicação simples da aceleração de hardware . Vá para a próxima seção para uma análise detalhada do processo.

A CPU do seu computador pode resolver praticamente qualquer tipo de problema matemático. Os circuitos da CPU usam mais componentes para lidar com muitos tipos de tarefas. Eles ocupam mais espaço, geram mais calor e não têm um design tão elegante quanto um circuito construído para um único trabalho.

Com a aceleração de hardware, um circuito integrado especial ou microprocessador realiza uma tarefa específica ou um conjunto restrito de trabalhos relacionados. O design do circuito não é desperdiçado em mais nada, e isso oferece uma vantagem significativa de desempenho.

Às vezes, esse hardware é integrado à própria CPU. A maioria das CPUs modernas tem seções internas dedicadas que aceleram tipos específicos de matemática usados ​​para tarefas como codificação de vídeo e criptografia.

Resumindo, a aceleração de hardware significa dar um trabalho específico a uma peça única de hardware que é um pau para uma só coisa e é demais.

Quais são os benefícios da aceleração de hardware ?

Como a aceleração de hardware beneficia o aplicativo que você está usando? Geralmente depende do tipo de hardware e do tipo de aceleração, mas os benefícios usuais se aplicam à maioria das situações.

A aceleração de hardware melhora muito o desempenho. Seu aplicativo será executado com mais facilidade ou completará uma tarefa em um tempo muito mais curto.

Ele libera sua CPU para fazer outras coisas que levam a melhor desempenho do sistema. A CPU pode descarregar trabalho para o hardware especializado e então continuar, por exemplo, rodando videogames simultaneamente com streaming de vídeos ou usando um aplicativo como Discórdia.

A aceleração de hardware pode ser crucial para dispositivos alimentados por bateria. É por isso que seu smartphone ou tablet pode reproduzir vídeo por tanto tempo sem esvaziar a bateria. Um pequeno chip especializado quase sempre usa menos energia do que uma CPU grande e complexa.

Existem desvantagens na aceleração de hardware?

Em em geral, a aceleração de hardware é algo que você deseja deixar ativada, mas há alguns casos em que pode ser uma desvantagem.

A aceleração de hardware geralmente causa instabilidade. Apesar de serem lentas, as CPUs tendem a ser altamente confiáveis. Por exemplo, não faz muito sentido ter a aceleração de hardware acelerando as exportações de vídeo e, em seguida, fazer o processo travar antes de terminar.

A aceleração de hardware é inflexível para novos desenvolvimentos. Por exemplo, você pode ter aceleração de hardware em seu computador para um método de codificação de vídeo específico, mas se algo melhor aparecer, você terá que comprar um novo hardware para suportá-lo.

O tipo de aceleração de hardware que seu sistema suporta pode não oferecer os melhores resultados. Portanto, se você prefere qualidade em vez de velocidade, seria melhor deixar a CPU fazer o trabalho em alguns casos. Por exemplo, se você não tem suporte de hardware para codificação HEVC, mas deseja vantagens de qualidade em relação ao CODEC H.264, terá que contar com a codificação baseada em CPU.

Onde Posso usar a aceleração de hardware?

Existem muitas formas de aceleração de hardware disponíveis para listar todas aqui, mas aqui estão algumas que você encontrará como um usuário de computador comum.

Aceleração de hardware do navegador

Os navegadores da web podem ser aplicativos surpreendentemente pesados ​​para a CPU. Os sites modernos têm efeitos gráficos sofisticados e imagens e sons de alta fidelidade. Os aplicativos da Web que usam gráficos 3D se beneficiam da aceleração de hardware GPU.

A aceleração de hardware geralmente está ativada por padrão nesses aplicativos e você só deve desativá-la para solução de problemas.

Aceleração de codificação de vídeo

A maioria das CPUs agora tem aceleração para o padrão de vídeo comum H.264 e suporte para H. 265 também está crescendo.

GPUs Nvidia recentes também têm um chip codificador “NVENC” dedicado que assume o trabalho de gravação ou streaming de imagens do jogo para que não afete o desempenho do jogo.

Aplicativos como Adobe Premiere Pro oferece aceleração de hardware baseada em GPU, melhorando assim o desempenho ao editar e exportar projetos.

Aceleração GPGPU (GPU de uso geral)

Os processadores gráficos começaram como aceleradores gráficos 3D, mas as GPUs modernas podem fazer uma ampla gama de operações simples muito rapidamente. Esses processadores consistem em centenas ou milhares de pequenos processadores simples que funcionam em paralelo.

Isso os torna ideais para certos tipos de processamento de dados que precisam ser executados por meio de um algoritmo. As GPUs são projetadas dessa forma porque a renderização de gráficos envolve o processamento de valores de pixel em paralelo. Portanto, sua GPU determina a aparência de cada um dos milhões de pixels na tela ao mesmo tempo. Acontece que os aplicativos de aprendizado profundo e mineração de dados também se beneficiam dessa abordagem de computação.

Ray Tracing e aceleração de aprendizado de máquina

Os desenvolvedores de GPU agora adicionaram coprocessadores dedicados que fazem um trabalho ainda mais especializado do que os núcleos de GPU.

A última geração de GPUs Nvidia tem componentes especiais que aceleram a matemática de traçado de raio, que é um método de desenhar gráficos 3D simulando como a luz se propaga por uma cena.

Essas GPUs têm um processador adicional que é muito bom em fazer a chamada matemática de “tensor”. Eles são úteis em aplicativos que usam aprendizado de máquina de rede neural, que está se tornando mais comum nas tarefas de computação do dia a dia.

A aceleração está em toda parte

Atualmente, há aceleração de hardware em quase todos os dispositivos de computação e, à medida que certos trabalhos de computação se tornam populares, os cientistas da computação criarão sistemas ainda mais dedicados para fazê-los trabalhar com mais rapidez e eficiência.

Então sente-se e aproveite a velocidade!

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