การเร่งฮาร์ดแวร์คืออะไรและมีประโยชน์อย่างไร?

การเร่งด้วย ฮาร์ดแวร์(Hardware)ใช้ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ (เช่น ไมโครชิปซิลิกอน) เพื่อทำงานที่แคบกว่าซีพียู(CPU) ทั่วไป (หน่วยประมวลผลกลาง)

ผู้ใช้หมายความว่าอย่างไร? คุณมักจะมีตัวเลือกในการเปิดหรือปิดการเร่งฮาร์ดแวร์ในแอปพลิเคชันของคุณ การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์มีประโยชน์อย่างไร และมีประโยชน์อย่างไร?

การเร่งฮาร์ดแวร์(Hardware Acceleration)คืออะไร( รุ่นธรรมดา(Simple Edition) )

นี่คือคำอธิบายง่ายๆ ของการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์ ข้าม(Skip)ไปยังส่วนถัดไปเพื่อดูกระบวนการในเชิงลึก 

CPU ใน คอมพิวเตอร์(CPU)ของคุณสามารถแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ได้แทบทุกประเภท วงจร CPU(CPU)ใช้ส่วนประกอบมากขึ้นเพื่อจัดการกับงานหลายประเภท พวกเขาใช้พื้นที่มากขึ้น สร้างความร้อนมากขึ้น และไม่ได้ออกแบบมาอย่างหรูหราเหมือนวงจรที่สร้างขึ้นสำหรับงานเดียว 

ด้วยการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์ วงจรรวมพิเศษหรือไมโครโปรเซสเซอร์ทำงานเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่งหรือชุดงานที่เกี่ยวข้องในวงแคบ การออกแบบวงจรไม่สูญเปล่าไปกับสิ่งอื่นใด และให้ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพอย่างมาก 

บางครั้งฮาร์ดแวร์นั้นถูกสร้างขึ้นในซีพียู(CPU)เอง ซีพียู(CPUs)ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีส่วนภายในที่เร่งความเร็วของคณิตศาสตร์บางประเภทที่ใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การเข้ารหัสวิดีโอ(video encoding)และการเข้ารหัส(encryption)

กล่าวโดยย่อ การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์หมายถึงการมอบงานเฉพาะให้กับชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนเพียงครั้งเดียวและพร้อมลุยไปกับมัน

ประโยชน์(Benefits)ของการเร่งฮาร์ดแวร์(Hardware Acceleration) คือ อะไร?

การเร่งด้วยฮาร์ดแวร์มีประโยชน์ต่อแอปพลิเคชันที่คุณกำลังใช้อย่างไร มักขึ้นอยู่กับประเภทของฮาร์ดแวร์และประเภทของการเร่งความเร็ว แต่ประโยชน์ตามปกติจะมีผลกับสถานการณ์ส่วนใหญ่

  • การเร่งด้วย ฮาร์ดแวร์(Hardware)ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก แอปพลิเคชันของคุณจะทำงานอย่างราบรื่นมากขึ้น หรือแอปพลิเคชันจะทำงานให้เสร็จภายในเวลาที่สั้นลงมาก
  • มันทำให้CPU ของคุณ ว่างเพื่อทำสิ่งอื่น ๆ ที่นำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ ซีพียู(CPU)สามารถถ่ายโอนงานไปยังฮาร์ดแวร์เฉพาะและใช้งานต่อไปได้ เช่น การเรียกใช้วิดีโอเกมพร้อมๆ กันด้วยการสตรีมวิดีโอ หรือใช้แอปพลิเคชันเช่นDiscord
  • การเร่งความเร็วด้วย ฮาร์ดแวร์(Hardware)มีความสำคัญต่ออุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ นั่นเป็นสาเหตุที่สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตของคุณสามารถเล่นวิดีโอได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี ชิปเฉพาะทางขนาดเล็กมักใช้พลังงานน้อยกว่าCPU ขนาด ใหญ่ ที่ซับซ้อน

มี(Are)ข้อเสีย(Downsides)ในการเร่งฮาร์ดแวร์(Hardware Acceleration) หรือ ไม่?

โดยทั่วไปแล้ว การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์เป็นสิ่งที่คุณต้องการปล่อยทิ้งไว้ แต่มีบางกรณีที่การเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์อาจเป็นข้อเสีย 

  • การเร่งด้วย ฮาร์ดแวร์(Hardware)มักทำให้เกิดความไม่เสถียร แม้ว่า CPU จะช้า แต่CPU(CPUs) ก็ ยังมีความน่าเชื่อถือสูง ตัวอย่างเช่น แทบไม่มีประโยชน์ในการเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์เพื่อเร่งการส่งออกวิดีโอ และทำให้กระบวนการหยุดทำงานก่อนที่จะเสร็จสิ้น
  • การเร่งด้วย ฮาร์ดแวร์(Hardware)ไม่ยืดหยุ่นต่อการพัฒนาใหม่ ตัวอย่างเช่น คุณอาจมีการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์ในคอมพิวเตอร์ของคุณสำหรับวิธีการเข้ารหัสวิดีโอเฉพาะ แต่ถ้ามีสิ่งที่ดีกว่าเข้ามา คุณจะต้องซื้อฮาร์ดแวร์ใหม่เพื่อรองรับ 
  • ประเภทของฮาร์ดแวร์เร่งความเร็วที่ระบบของคุณรองรับอาจไม่ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ดังนั้น หากคุณชอบคุณภาพมากกว่าความเร็ว จะดีกว่าถ้าให้CPUจัดการงานในบางกรณี ตัวอย่างเช่น หากคุณไม่มีฮาร์ดแวร์รองรับการเข้ารหัสHEVC แต่ต้องการข้อได้เปรียบด้านคุณภาพเหนือ (HEVC)H.264 CODECคุณจะต้อง ใช้การ เข้ารหัสแบบCPU

ฉันจะใช้การเร่งด้วยฮาร์ดแวร์(Use Hardware Acceleration)ได้ที่ไหน

มีการเร่งฮาร์ดแวร์รูปแบบต่างๆ มากเกินไปสำหรับแสดงรายการทั้งหมดที่นี่ แต่ต่อไปนี้คือรูปแบบทั่วไปบางประการที่คุณจะพบในฐานะผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป

การเร่งฮาร์ดแวร์ของเบราว์เซอร์(Browser Hardware Acceleration)

เว็บ(Web)เบราว์เซอร์สามารถเป็นแอปพลิเคชั่น ที่ใช้งาน CPU มาก ได้อย่างน่าประหลาดใจ (CPU-heavy)เว็บไซต์ สมัยใหม่(Modern)มีเอฟเฟกต์กราฟิกที่สวยงามและภาพและเสียงที่มีความเที่ยงตรงสูง เว็บ(Web)แอปพลิเคชันที่ใช้กราฟิก 3D ได้ประโยชน์จากการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์  GPU

โดยปกติแล้วการเร่ง ฮาร์ดแวร์(Hardware)จะเปิดไว้โดยค่าเริ่มต้นในแอปพลิเคชันเหล่านี้ และคุณควรปิดใช้งานการเร่งฮาร์ดแวร์เพื่อการแก้ไขปัญหา(troubleshooting)เท่านั้น

การเร่งความเร็วการเข้ารหัสวิดีโอ(Video Encoding Acceleration)

  • ตอนนี้ CPU ส่วนใหญ่มีการเร่งความเร็วสำหรับ มาตรฐานวิดีโอ H.264 ทั่วไป และการรองรับH.265ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน 
  • GPU Nvidia(Nvidia GPUs) รุ่น ล่าสุดยังมีชิปเข้ารหัส “NVENC” โดยเฉพาะ ซึ่งจะทำหน้าที่แทนการบันทึกหรือสตรีมฟุตเทจเกม เพื่อไม่ให้กระทบต่อประสิทธิภาพของเกม
  • แอปพลิเคชันเช่นAdobe Premiere Proเสนอการเร่งฮาร์ดแวร์โดยใช้ GPU ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในขณะที่แก้ไขและส่งออกโครงการ

การเร่งความเร็ว GPGPU ( GPU วัตถุประสงค์ทั่วไป)(GPGPU (General Purpose GPU) Acceleration)

ตัวประมวลผลกราฟิกเริ่มต้นใช้งานเป็นตัวเร่งกราฟิก 3 มิติ แต่GPU(GPUs) ที่ทันสมัย สามารถดำเนินการอย่างง่ายได้ค่อนข้างหลากหลายอย่างรวดเร็ว โปรเซสเซอร์เหล่านี้ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กธรรมดาหลายร้อยหรือหลายพันตัวซึ่งทำงานพร้อมกันทั้งหมด 

สิ่งนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกระทืบข้อมูลบางประเภทที่ต้องเรียกใช้ผ่านอัลกอริทึม GPU(GPUs)ได้รับการออกแบบในลักษณะนี้เนื่องจากการเรนเดอร์กราฟิกเกี่ยวข้องกับการประมวลผลค่าพิกเซลในแบบคู่ขนาน ดังนั้นGPU ของคุณ จะกำหนดว่าแต่ละล้านพิกเซลบนหน้าจอควรมีลักษณะอย่างไรในเวลาเดียวกัน ปรากฎว่าแอพพลิเคชั่นการเรียนรู้เชิงลึกและการขุดข้อมูลยังได้รับประโยชน์จากแนวทางนี้ในการคำนวณ

Ray Tracing และการเร่งการเรียนรู้ด้วยเครื่อง(Ray Tracing and Machine Learning Acceleration)

นักพัฒนา GPU(GPU)ได้เพิ่มโปรเซสเซอร์ร่วมโดยเฉพาะซึ่งทำงานเฉพาะทางมากกว่าแกน  GPU

  • GPU Nvidia(Nvidia GPUs)รุ่นล่าสุดมีส่วนประกอบพิเศษที่เร่งคณิตศาสตร์ของการติดตามรังสี(ray tracing)ซึ่งเป็นวิธีการวาดกราฟิก 3 มิติโดยจำลองว่าแสงแพร่กระจายผ่านฉากอย่างไร
  • GPU(GPUs)เหล่านี้มีโปรเซสเซอร์เพิ่มเติมที่สามารถทำสิ่งที่เรียกว่าคณิตศาสตร์ "เทนเซอร์" ได้เป็นอย่างดี สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์ในแอพพลิเคชั่นที่ใช้การเรียนรู้ด้วยเครื่อง Neural net ซึ่งเป็นเรื่องปกติธรรมดาในงานคอมพิวเตอร์ทุกวัน

การเร่งความเร็วอยู่ทุกที่

มีการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เกือบทุกเครื่องในปัจจุบัน และเนื่องจากงานคอมพิวเตอร์บางประเภทได้รับความนิยม นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จะสร้างระบบเฉพาะมากขึ้นเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น 

นั่งลงและเพลิดเพลินไปกับความเร็ว!



About the author

ฉันเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยคอมพิวเตอร์ที่มีประสบการณ์มากกว่า 10 ปี เชี่ยวชาญด้านแอปและไฟล์ของ Windows ฉันได้เขียนและ/หรือทบทวนบทความหลายร้อยเรื่องในหัวข้อต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยให้บุคคลต่างๆ ออนไลน์ได้อย่างปลอดภัย ฉันยังเป็นที่ปรึกษาที่มีประสบการณ์สำหรับธุรกิจที่ต้องการความช่วยเหลือในการปกป้องระบบของตนจากการละเมิดข้อมูลหรือการโจมตีทางไซเบอร์



Related posts