Hva er rekonfigurerbar databehandling?

Rekonfigurerbar databehandling er et begrep brukt på flere databehandlingsalternativer. En rekonfigurerbar datamaskin er en der dataarkitekturchips og -komponenter kan byttes ut for andre på forespørsel. Alternativt kan brikkene og komponentene omorganiseres og kobles sammen på en annen måte for å utføre forskjellige funksjoner og følge forskjellige dataflowarrangementer. En rekonfigurerbar datamaskin kan eller ikke inneholder en generell datamaskinbehandlingsenhet (CPU), kan ha flere CPUer, eller bare drives av dedikerte integrerte kretsløp og feltprogrammerbare gate-arrays. Noen mennesker omtaler omkonfigurerbar databehandling som hybrid databehandling, parallell databehandling, rørledningsberegning eller høyytelsesdatabehandling.

Felt-programmerbare gate array (FPGA) datamaskiner kan ha en CPU til å utføre plattform- og nettverksfunksjoner, eller kan utføre alle CPU-funksjoner uavhengig av hverandre, i en rekonfigurerbar datamaskin. Disse FPGA-ene er datamaskinlogikkomponenter som kan grupperes sammen i en rekke ledningsoppsett, som gir forskjellige funksjoner og datastrømmer, og kan omorganiseres til nye arrangementer når som helst. Denne fleksibiliteten gir maksimal rå datakraft for spesialiserte dataoppgaver og økte hastighetsegenskaper over datamaskiner til generelle formål. Alternativt kan FPGAer reprogrammeres gjentatte ganger av maskinvarespesifikke språk, i parallell databehandlingsbruk, for å produsere forskjellige dataflowbaner og samtidige rørledningsdataoperasjoner.

Hybrid databehandling anses som omkonfigurerbar databehandling fordi den involverer en CPU-kjerne til generelle formål matchet med applikasjonsspesifikke kjerner for spesifikk bruk, noe som øker egenskapene og hastigheten til visse databehandlingsfunksjoner. Disse applikasjonsspesifikke kjernene kan være FPGAer, rekonfigurert av en forbruker, eller rekonfigurerbare databehandlingsarrayer (rDPAs). I tillegg kan et PCI Express® datamaskinekspansjonskort legges internt til hovedkortet, eller eksternt i sin egen kabinett, for økt muligheter for grafikk eller signalkort. Omkonfigurerbar databehandling handler om å tilby alternativer med høy ytelse for spesialiserte oppgaver.

Årsaken til at rekonfigurerbare datasystemer foretrekkes fremfor generell beregning, er at de omkonfigurerbare systemene gir en slik ytelsesfleksibilitet. Et rekonfigurerbart system kan endres mens du flytter, mellom funksjonssett, eller nesten på et hvilket som helst tidspunkt under utførelse av bitstrømmer av instruksjoner. Disse rekonfigurasjonene kan skje mens en annen del av logikksystemet beregner andre oppgaver. Det er stor hastighetsforskjell mellom bruk av programvareutførende oppgaver og bruk av fleksibiliteten i omkonfigurerbar databehandling for å utføre de samme oppgavene, mens du bruker mindre strøm.

I vitenskapelige, akademiske, militære og forretningsmiljøer gjøres mange forskningsfelt for å fremme rekonfigurerbar databehandlingspraksis. Mye av denne forskningen er rettet mot å produsere bedre overhead management i operativsystemer. På en relatert måte forskes det på valg i delegering av oppgaver for å være vert for CPUer og logiske FPGAer. I tillegg er optimeringsstrategier for FPGA-er i video-, signal- og nettverksbehandling for vitenskapelige og militære miljøer og bioinformatikk for medisinske miljøer stresset.