Che cos'è l'elaborazione stream?
L'elaborazione del flusso è un concetto di programmazione e ingegneria informatica che può essere utilizzato per progettare applicazioni e sistemi hardware. Quando viene utilizzata l'elaborazione del flusso, i dati vengono organizzati in flussi che vengono quindi inviati a nodi o processori che manipolano i dati nel flusso, dopodiché i dati continuano lungo il percorso in modo che altri nodi possano manipolarli. Alla fine del flusso, i dati vengono archiviati o passati a un'applicazione dell'utente finale per l'uso. Un sistema o un'applicazione che utilizza l'elaborazione del flusso funziona in modo più efficace quando le informazioni sul flusso vengono generate in modo coerente da una o più fonti, rendendole efficaci per l'elaborazione del segnale digitale (DSP), l'imaging e la grafica o il traffico di rete ad alta larghezza di banda. L'applicazione pratica più diffusa dell'elaborazione del flusso è nella produzione di schede grafiche per computer, in cui i processori del flusso sono integrati nell'hardware grafico per aiutare a eseguire più operazioni sui dati grafici in arrivo come gli array di vertici.
La base per l'elaborazione del flusso ruota attorno al concetto di dati come flusso. Invece di estrarre informazioni da fonti disparate o intercettare messaggi da un meccanismo di interruzione, si forma un flusso di dati quando le informazioni vengono raccolte da un processo in una singola riga chiamata flusso. Gli elementi di dati possono variare, ma il flusso è generalmente costituito da blocchi degli stessi tipi di elementi che possono essere elaborati in sequenza.
I processori o i nodi utilizzati nell'elaborazione del flusso accettano un flusso ed eseguono una determinata operazione sui dati, dopodiché i dati possono essere passati a un altro nodo per ulteriori elaborazioni. Per la massima efficienza, i nodi sono destinati a essere piccole funzioni che vengono caricate ed eseguite direttamente sull'unità di elaborazione centrale (CPU), utilizzando i registri e l'accesso diretto alla memoria (DMA) per la velocità. Se le informazioni all'interno del flusso possono essere indipendenti e non dipendono dal risultato delle operazioni di un singolo nodo, è possibile eseguire contemporaneamente più operazioni sul flusso, fornendo al compilatore del programma suggerimenti che possono consentire ottimizzazioni molto efficaci.
L'elaborazione del flusso in genere è una buona soluzione per le situazioni in cui i dati vengono generati e inseriti costantemente nel flusso da un'applicazione o un dispositivo, come una telecamera, un sensore esterno o una connessione di rete. Molte schede grafiche utilizzano processori di flusso per trasformare rapidamente i dati che arrivano attraverso una pipeline grafica in un'immagine renderizzata e rasterizzata. Alcune schede grafiche hanno più processori o nodi integrati nell'hardware della scheda, quindi l'elaborazione del flusso può avvenire rapidamente e talvolta simultaneamente, come spesso è desiderabile quando gli shader vengono utilizzati per la grafica tridimensionale (3D).