«Аппаратное ускорение» — это параметр, который вы, возможно, заметили в меню параметров различных приложений на вашем Android-смартфоне. Хотя в большинстве случаев это не всегда доступный вариант, вы найдете аппаратное ускорение практически на каждом электронном устройстве с экраном и SoC в вашем доме — от телевизоров до компьютеров.
Варианты использования аппаратного ускорения варьируются от эффективного рендеринга аудиовизуального контента до сглаживания текста в веб-браузерах. Он также может ускорить 2D/3D-графику и анимацию пользовательского интерфейса. Короче говоря, если вам когда-либо будет предложена эта опция, вы должны включить аппаратное ускорение, если только оно не вызывает какой-либо сбой или ошибку.
Что такое аппаратное ускорение?
Как следует из названия, аппаратное ускорение использует выделенное оборудование для ускорения задачи, чтобы она выполнялась быстрее и/или эффективнее, чем на одном ЦП.
Чаще всего это включает в себя перенос обработки на графический процессор (GPU), цифровой сигнальный процессор (DSP) или какой-либо другой аппаратный блок, предназначенный для выполнения конкретной задачи. Если ускорение отключено, ЦП по-прежнему может выполнять требуемую функцию с помощью программных алгоритмов. Однако этот подход значительно медленнее, чем может обеспечить специализированное оборудование.
Аппаратное ускорение задействует специализированный процессор для ускорения обычных сложных задач.
Одним из наиболее распространенных вариантов использования аппаратного ускорения является кодирование и декодирование видео. Видеокарты или другое оборудование часто содержат специальные блоки кодирования/декодирования видео, которые могут декодировать и кодировать видео намного эффективнее. Точно так же распаковка аудиофайла часто может быть выполнена быстрее на DSP или звуковой карте, чем на ЦП. Вот почему старые компьютеры с трудом воспроизводят современные аудио- и видеофайлы, им просто не хватает специального оборудования, необходимого для этой задачи.
Читать далее: Что такое видеокодеки и почему они важны?
Другое очень распространенное использование аппаратного ускорения — ускорение 2D-графики. Пользовательские интерфейсы, например, часто содержат много графики, текста и анимации для рендеринга. Хотя это можно сделать на ЦП, выделенное оборудование часто работает быстрее при этом типе операций. Задачи могут включать в себя применение фильтра сглаживания к тексту, чтобы он выглядел более гладким, или наложение полупрозрачного наложения поверх другого элемента, например видео. Другие продвинутые графические примеры включают ускорение физики и освещение с трассировкой лучей, как мы видели на видеокартах NVIDIA RTX.
Почему аппаратное ускорение имеет значение?
Центральный процессор — основная рабочая лошадка любой компьютерной системы. Он предназначен для решения практически любых задач, которые могут быть на него возложены, но такая гибкость означает, что зачастую это не самый эффективный способ выполнения определенных задач. Задачи, требующие множества повторяющихся математических функций, таких как декодирование видео, рендеринг графики или даже майнинг криптовалюты, можно выполнять на специальном устройстве, таком как графический процессор.
Смотрите также: В чем разница между процессором и графическим процессором?
Аппаратное ускорение переносит обычные задачи с ЦП на специализированное оборудование, которое может выполнять задачу не только быстрее, но и намного эффективнее. Это означает, что устройства меньше нагреваются, а батареи работают намного дольше. Таким образом, вы сможете смотреть намного больше высококачественных видео без подзарядки при использовании выделенного блока видеодекодера, а не при работе алгоритма на процессоре. Это также высвобождает ваш процессор, чтобы тем временем заниматься другими делами, делая другие приложения более отзывчивыми.
Аппаратное ускорение увеличивает срок службы батареи, производительность и скорость отклика.
Компромисс заключается в том, что включение дополнительного оборудования для обработки конкретных функций требует затрат как с точки зрения затрат на разработку, так и с точки зрения площади кремния. Необходимо принять решение о том, какие функции стоит поддерживать с помощью аппаратного обеспечения, например очень популярные видеокодеки, а какие не совсем соответствуют желаемому соотношению цена/качество.
Для практического взгляда на аппаратное ускорение рассмотрите линейку SoC Apple для настольных компьютеров и ноутбуков. Как и следовало ожидать, чипы более высокого класса, такие как уровни Pro и Max в Macbook Pro, предлагают лучшую производительность вычислений, чем базовый уровень Macbook Air. Однако Apple также увеличивает количество видео- и графических ускорителей, встроенных в SoC, с каждым шагом вверх. Для творческих профессионалов эти возможности могут значительно ускорить рабочие процессы, делая обновление более оправданным.
В целом, аппаратное ускорение стало важным инструментом в компьютерных системах, начиная от высокопроизводительных ПК и заканчивая маломощными смартфонами. Варианты использования выделенного оборудования только растут с появлением приложений машинного обучения. Тем не менее, большую часть времени аппаратное ускорение используется просто для экономии заряда батареи при потоковой передаче из таких сервисов, как Netflix.
