การประมวลผลสตรีมคืออะไร?

การประมวลผลสตรีมเป็นแนวคิดการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถใช้ในการออกแบบแอพพลิเคชั่นและระบบฮาร์ดแวร์ เมื่อมีการใช้การประมวลผลสตรีมข้อมูลจะถูกจัดระเบียบเป็นสตรีมที่ถูกป้อนให้กับโหนดหรือตัวประมวลผลที่จัดการข้อมูลในสตรีมหลังจากนั้นข้อมูลจะดำเนินต่อไปตามเส้นทางเพื่อให้โหนดอื่นสามารถจัดการกับสตรีมได้ ในตอนท้ายของสตรีมข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำหรือส่งผ่านไปยังแอปพลิเคชันสำหรับผู้ใช้ปลายทาง ระบบหรือแอปพลิเคชันที่ใช้การประมวลผลสตรีมทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อข้อมูลสตรีมถูกสร้างขึ้นอย่างสม่ำเสมอโดยแหล่งข้อมูลอย่างน้อยหนึ่งแหล่งทำให้มีประสิทธิภาพสำหรับการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) การถ่ายภาพและกราฟิกหรือการรับส่งข้อมูลเครือข่ายแบนด์วิธสูง แอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงที่แพร่หลายที่สุดในการประมวลผลสตรีมคือการผลิตการ์ดกราฟิกคอมพิวเตอร์ซึ่งสตรีมโปรเซสเซอร์ถูกสร้างไว้ในฮาร์ดแวร์กราฟิกเพื่อช่วยในการทำงานหลายอย่างกับข้อมูลกราฟิกขาเข้าเช่นอาร์เรย์ยอด

พื้นฐานสำหรับการประมวลผลสตรีมจะหมุนรอบแนวคิดของข้อมูลเป็นสตรีม แทนที่จะดึงข้อมูลจากแหล่งที่มาที่แตกต่างกันหรือการสกัดกั้นข้อความจากกลไกการขัดจังหวะกระแสข้อมูลจะเกิดขึ้นเมื่อข้อมูลถูกรวบรวมโดยกระบวนการบางอย่างในบรรทัดเดียวที่เรียกว่ากระแส องค์ประกอบข้อมูลสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่โดยทั่วไปสตรีมจะประกอบด้วยบล็อกขององค์ประกอบประเภทเดียวกันที่สามารถประมวลผลตามลำดับได้

ตัวประมวลผลหรือโหนดที่ใช้ในการประมวลผลแบบสตรีมยอมรับสตรีมและทำการดำเนินการตามที่กำหนดบนข้อมูลหลังจากนั้นข้อมูลสามารถส่งผ่านไปยังโหนดอื่นเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติม เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดโหนดมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นฟังก์ชันขนาดเล็กที่โหลดและดำเนินการโดยตรงบนหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) โดยใช้การลงทะเบียนและการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) เพื่อความเร็ว หากข้อมูลในสตรีมสามารถอยู่คนเดียวและไม่พึ่งพาผลลัพธ์ของการดำเนินการของโหนดเดียวการดำเนินการหลายอย่างสามารถดำเนินการกับสตรีมได้พร้อมกันในขณะเดียวกันก็ให้โปรแกรมคอมไพเลอร์พร้อมคำแนะนำที่ช่วยให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

โดยทั่วไปการประมวลผลสตรีมเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีสำหรับสถานการณ์ที่ข้อมูลถูกสร้างและผลักดันอย่างต่อเนื่องในแอปพลิเคชันหรืออุปกรณ์เช่นกล้องเซ็นเซอร์ภายนอกหรือการเชื่อมต่อเครือข่าย การ์ดแสดงผลจำนวนมากใช้ตัวประมวลผลสตรีมเพื่อเปลี่ยนข้อมูลที่ไหลเข้ามาอย่างรวดเร็วผ่านทางกราฟิกไปสู่ภาพที่แสดงผล การ์ดกราฟิกบางตัวมีตัวประมวลผลหรือโหนดหลายตัวที่สร้างไว้ในฮาร์ดแวร์ของการ์ดดังนั้นการประมวลผลสตรีมสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วและบางครั้งพร้อมกันได้บ่อยครั้งเป็นที่ต้องการเมื่อมีการใช้เฉดสีสำหรับกราฟิกสามมิติ (3D)