Vad är omkonfigurerbar dator?
Omkonfigurerbar datoranvändning är en term som tillämpas på flera datoralternativ. En omkonfigurerbar dator är en dator där datorarkitekturchips och -komponenter kan bytas ut för andra på begäran. Alternativt kan chips och komponenter ordnas om och kopplas samman på olika sätt för att utföra olika funktioner och följa olika dataflödesarrangemang. En omkonfigurerbar dator kan eller inte kan innehålla en datorbehandlingsenhet (CPU), kan ha flera CPU: er, eller endast drivas av dedikerade integrerade kretsar och fältprogrammerbara grindar. En del människor hänvisar till rekonfigurerbar datoranläggning som hybridberäkning, parallell databehandling, pipeline computing eller high-performance computing.
Fältprogrammerbara gate-array-datorer (FPGA) kan ha en CPU för att utföra plattform- och nätverksfunktioner, eller kan utföra alla CPU-funktioner oberoende i en rekonfigurerbar dator. Dessa FPGA är datorlogikkomponenter som kan grupperas samman i en mängd olika ledningsinställningar, vilket ger olika funktions- och dataflöden och kan omorganiseras till nya arrangemang när som helst. Denna flexibilitet ger maximal rå datorkraft för specialiserade datoruppgifter och ökad hastighetskapacitet över allmänna datorer. I alternativa alternativ kan FPGA: er upprepas programmeras av hårdvarespecifika språk, vid parallell datoranvändning, för att producera olika dataflödesvägar och samtidiga rörledningsdataoperationer.
Hybridberäkning anses vara rekonfigurerbar beräkning eftersom den involverar en CPU-kärna i allmänna syften matchad med applikationsspecifika kärnor för specifikt bruk, vilket ökar kapaciteten och hastigheten för vissa datorfunktioner. Dessa applikationsspecifika kärnor kan vara FPGA: er, omkonfigurerade av en konsument eller rekonfigurerbara databehandlingsuppsättningar (rDPA). Dessutom kan ett PCI Express®-datorutvidgningskort läggas internt till moderkortet, eller externt i sin egen kapsling, för ökad grafik- eller signalkortfunktioner. Omkonfigurerbar dator handlar om att erbjuda högpresterande alternativ för specialiserade uppgifter.
Anledningen till att rekonfigurerbara datorsystem är att föredra framför allmänt bruk är att de omkonfigurerbara systemen ger sådan prestandaflexibilitet. Ett omkonfigurerbart system kan ändras i farten före körning, mellan funktionsuppsättningar eller på nästan vilken som helst punkt under körning med bitströmmar av instruktioner. Dessa rekonfigurationer kan ske medan en annan del av det logiska systemet beräknar andra uppgifter. Det finns en stor hastighetsskillnad mellan att använda mjukvarutförande uppgifter och att använda flexibiliteten i omkonfigurerbar datoranvändning för att utföra samma uppgifter, samtidigt som du förbrukar mindre ström.
I vetenskapliga, akademiska, militära och affärsmiljöer görs många forskningsområden för att främja rekonfigurerbara datorpraxis. Mycket av denna forskning syftar till att producera bättre overheadhantering i operativsystem. På ett besläktat sätt undersöks val i delegering av uppgifter för att vara värd för CPU: er och logiska FPGA: er. Dessutom betonas optimeringsstrategier för FPGA inom video-, signal- och nätverksbearbetning för vetenskapliga och militära samhällen och bioinformatik för medicinska samhällen.