リコンフィギャラブルコンピューティングとは

再構成可能なコンピューティングは、いくつかのコンピューティングオプションに適用される用語です。 再構成可能なコンピューターとは、コンピューターアーキテクチャチップとコンポーネントを、必要に応じて他のものと交換できるコンピューターです。 あるいは、チップとコンポーネントは、異なる機能を実行し、異なるデータフロー配置に従うために、異なる方法で再配置および配線されます。 再構成可能なコンピューターは、汎用コンピューター処理装置（CPU）を含む場合と含まない場合があり、複数のCPUを持つ場合と、専用の集積回路とフィールドプログラマブルゲートアレイによってのみ実行される場合があります。 一部の人々は、再構成可能なコンピューティングをハイブリッドコンピューティング、並列コンピューティング、パイプラインコンピューティング、または高性能コンピューティングと呼んでいます。

フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）コンピューターには、プラットフォームおよびネットワーク機能を実行するCPUが搭載されているか、再構成可能なコンピューターですべてのCPU機能を独立して実行できます。 これらのFPGAは、さまざまな配線セットアップでクラスター化できるコンピューターロジックコンポーネントであり、異なる機能とデータフローを生成し、いつでも新しい配置に再編成できます。 この柔軟性により、特殊なコンピューティングタスクに対して最大限の生のコンピューティングパワーが提供され、汎用コンピューターよりも高速な機能が提供されます。 別のオプションでは、FPGAをハードウェア固有の言語で繰り返しプログラミングし、並列コンピューティングを使用して、異なるデータフローパスと同時パイプラインデータ操作を生成できます。

ハイブリッドコンピューティングは、特定の用途向けのアプリケーション固有のコアと一致する汎用CPUコアを含み、特定のコンピューティング機能の機能と速度を向上させるため、再構成可能なコンピューティングと見なされます。 これらのアプリケーション固有のコアは、コンシューマーによって再構成されたFPGA、または再構成可能なデータ処理アレイ（rDPA）です。 さらに、グラフィックスまたは信号カードの機能を強化するために、PCIExpress®コンピューター拡張カードをマザーボードの内部に追加するか、外部の独自のエンクロージャーに追加することができます。 リコンフィギャラブルコンピューティングとは、特殊なタスクのための高性能オプションを提供することです。

再構成可能なコンピューティングシステムが汎用コンピューティングよりも好ましい理由は、再構成可能なシステムがこのようなパフォーマンスの柔軟性を提供するためです。 再構成可能なシステムは、命令のビットストリームによって、実行前、関数セット間、または実行中のほぼ任意の時点でオンザフライで変更できます。 これらの再構成は、ロジックシステムの別の部分が他のタスクを計算している間に実行できます。 ソフトウェア実行タスクの使用と、再構成可能なコンピューティングの柔軟性を使用して同じタスクを実行し、消費電力を削減すると、速度に大きな違いがあります。

科学、学術、軍事、およびビジネスコミュニティでは、再構成可能なコンピューティングプラクティスを推進するために多くの研究分野が行われています。 この研究の多くは、オペレーティングシステムのオーバーヘッド管理を改善することを目的としています。 関連する方法で、ホストCPUおよびロジックFPGAへのタスクの委任の選択に関する研究が行われています。 さらに、科学および軍事コミュニティ向けのビデオ、信号、およびネットワーク処理におけるFPGAの最適化戦略、および医療コミュニティ向けのバイオインフォマティクスが強調されています。