हार्डवेयर एक्सेलेरेशन क्या है और यह कैसे उपयोगी है?

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन विशेष रूप से निर्मित कंप्यूटर हार्डवेयर (यानी सिलिकॉन माइक्रोचिप्स) का उपयोग करके सीमित कार्यों को सामान्य-उद्देश्य वाले CPU (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) की तुलना में तेजी से पूरा करता है।

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन क्या है? (सरल व्याख्या)

यहाँ हार्डवेयर एक्सेलेरेशन की सरल व्याख्या दी गई है। गहन जानकारी के लिए अगले भाग पर जाएँ।

आपके कंप्यूटर का CPU लगभग किसी भी प्रकार की गणितीय समस्या को हल कर सकता है। CPU सर्किट कई प्रकार के कार्यों को संभालने के लिए अधिक घटकों का उपयोग करते हैं। वे अधिक जगह लेते हैं, अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं, और एकल कार्य के लिए बने सर्किट की तरह सुंदर ढंग से डिज़ाइन नहीं किए जाते।

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन के साथ, एक विशेष इंटीग्रेटेड सर्किट या माइक्रोप्रोसेसर एक विशिष्ट कार्य या संबंधित कार्यों के संकीर्ण समूह को करता है। सर्किट का डिज़ाइन किसी और चीज़ पर बर्बाद नहीं होता, और यह एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन लाभ प्रदान करता है।

कभी-कभी वह हार्डवेयर CPU में ही अंतर्निहित होता है। अधिकांश आधुनिक CPUs में समर्पित आंतरिक भाग होते हैं जो वीडियो एन्कोडिंग और एन्क्रिप्शन जैसे कार्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट प्रकार के गणित को तेज करते हैं।

संक्षेप में, हार्डवेयर एक्सेलेरेशन का अर्थ है एक विशिष्ट कार्य को हार्डवेयर के एक अनूठे टुकड़े को सौंपना जो एक ही काम में माहिर है और उसमें उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है।

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन के लाभ क्या हैं?

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे एप्लिकेशन को कैसे लाभ पहुँचाता है? यह अक्सर हार्डवेयर के प्रकार और एक्सेलेरेशन के प्रकार पर निर्भर करता है, लेकिन सामान्य लाभ अधिकांश स्थितियों पर लागू होते हैं।

• हार्डवेयर एक्सेलेरेशन प्रदर्शन को काफी हद तक बेहतर बनाता है। आपका एप्लिकेशन अधिक सुचारू रूप से चलेगा, या कार्य बहुत कम समय में पूरा होगा।
• यह आपके CPU को अन्य कार्यों के लिए मुक्त करता है जिससे समग्र सिस्टम प्रदर्शन में सुधार होता है। CPU विशेष हार्डवेयर पर काम का बोझ डाल सकता है और फिर अन्य कार्यों के साथ आगे बढ़ सकता है, जैसे वीडियो गेम खेलते समय स्ट्रीमिंग वीडियो चलाना या डिस्कॉर्ड जैसे एप्लिकेशन का उपयोग करना।
• हार्डवेयर एक्सेलेरेशन बैटरी चालित उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है। यही कारण है कि आपका स्मार्टफोन या टैबलेट बैटरी खत्म किए बिना लंबे समय तक वीडियो चला सकता है। एक छोटा विशेष चिप लगभग हमेशा एक बड़े, जटिल CPU की तुलना में कम बिजली का उपयोग करता है।

क्या हार्डवेयर एक्सेलेरेशन के नुकसान हैं?

सामान्य तौर पर, हार्डवेयर एक्सेलेरेशन कुछ ऐसा है जिसे आप चालू रखना चाहेंगे, लेकिन कुछ मामले ऐसे हैं जहां यह नुकसानदेह हो सकता है।

• हार्डवेयर एक्सेलेरेशन अक्सर अस्थिरता का कारण बनता है। धीमे होने के बावजूद, CPU अत्यधिक विश्वसनीय होते हैं। उदाहरण के लिए, वीडियो निर्यात को तेज करने के लिए हार्डवेयर एक्सेलेरेशन होने का कोई मतलब नहीं है अगर प्रक्रिया पूरा होने से पहले ही क्रैश हो जाए।
• हार्डवेयर एक्सेलेरेशन नए विकास के प्रति अनम्य होता है। उदाहरण के लिए, आपके कंप्यूटर में एक विशिष्ट वीडियो एन्कोडिंग विधि के लिए हार्डवेयर एक्सेलेरेशन हो सकता है, लेकिन अगर कुछ बेहतर आता है तो आपको इसका समर्थन करने के लिए नया हार्डवेयर खरीदना होगा।
• आपके सिस्टम द्वारा समर्थित हार्डवेयर एक्सेलेरेशन का प्रकार सर्वोत्तम परिणाम नहीं दे सकता। इसलिए यदि आप गति पर गुणवत्ता को प्राथमिकता देते हैं, तो कुछ मामलों में CPU को काम संभालने देना बेहतर होगा। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास HEVC एन्कोडिंग के लिए हार्डवेयर समर्थन नहीं है लेकिन H.264 कोडेक पर इसके गुणवत्ता लाभ चाहते हैं, तो आपको CPU-आधारित एन्कोडिंग पर भरोसा करना होगा।

मैं हार्डवेयर एक्सेलेरेशन का उपयोग कहां कर सकता हूँ?

उपलब्ध हार्डवेयर एक्सेलेरेशन के कई रूप हैं जिन्हें यहाँ सूचीबद्ध नहीं किया जा सकता, लेकिन यहाँ कुछ सामान्य प्रकार हैं जिनका सामना आप एक औसत कंप्यूटर उपयोगकर्ता के रूप में करेंगे।

ब्राउज़र हार्डवेयर एक्सेलेरेशन

वेब ब्राउज़र आश्चर्यजनक रूप से CPU-गहन एप्लिकेशन हो सकते हैं। आधुनिक वेबसाइटों में फैंसी ग्राफिकल इफेक्ट्स और उच्च-निष्ठा वाले दृश्य और ध्वनियाँ होती हैं। 3D ग्राफिक्स का उपयोग करने वाले वेब एप्लिकेशन GPU हार्डवेयर एक्सेलेरेशन से लाभान्वित होते हैं।

हार्डवेयर एक्सेलेरेशन आमतौर पर इन एप्लिकेशन में डिफ़ॉल्ट रूप से चालू होता है, और आपको इसे केवल समस्या निवारण के लिए अक्षम करना चाहिए।

वीडियो एन्कोडिंग एक्सेलेरेशन

• अधिकांश CPUs में अब सामान्य H.264 वीडियो मानक के लिए एक्सेलेरेशन है, और H.265 के लिए समर्थन भी बढ़ रहा है।
• हाल के Nvidia GPUs में एक समर्पित "NVENC" एन्कोडर चिप भी होती है जो गेम फुटेज को रिकॉर्ड या स्ट्रीम करने का काम संभालती है ताकि यह गेम प्रदर्शन को प्रभावित न करे।
• Adobe Premiere Pro जैसे एप्लिकेशन GPU-आधारित हार्डवेयर एक्सेलेरेशन प्रदान करते हैं, जिससे परियोजनाओं को संपादित और निर्यात करते समय प्रदर्शन में सुधार होता है।

GPGPU (जनरल पर्पज GPU) एक्सेलेरेशन

ग्राफिकल प्रोसेसर 3D ग्राफिक्स एक्सेलेरेटर के रूप में शुरू हुए थे, लेकिन आधुनिक GPU सरल संचालन की एक विस्तृत श्रृंखला को बहुत तेजी से कर सकते हैं। इन प्रोसेसर में सैकड़ों या हजारों सरल छोटे प्रोसेसर होते हैं जो सभी समानांतर में काम करते हैं।

यह उन्हें कुछ प्रकार के डेटा प्रोसेसिंग के लिए आदर्श बनाता है जिन्हें एक एल्गोरिदम के माध्यम से चलाने की आवश्यकता होती है। GPU को इस तरह डिज़ाइन किया गया है क्योंकि ग्राफिक्स रेंडरिंग में पिक्सेल मानों को समानांतर में संसाधित करना शामिल है। तो आपका GPU एक ही समय में स्क्रीन पर लाखों पिक्सेल में से प्रत्येक का निर्धारण करता है। पता चला है कि डीप लर्निंग और डेटा माइनिंग एप्लिकेशन भी गणना के इस दृष्टिकोण से लाभान्वित होते हैं।

रे ट्रेसिंग और मशीन लर्निंग एक्सेलेरेशन

GPU डेवलपर्स ने अब समर्पित को-प्रोसेसर जोड़े हैं जो GPU कोर की तुलना में और भी अधिक विशिष्ट कार्य करते हैं।

• Nvidia GPUs की नवीनतम पीढ़ी में विशेष घटक होते हैं जो रे ट्रेसिंग के गणित को तेज करते हैं, जो 3D ग्राफिक्स बनाने की एक विधि है जिसमें यह अनुकरण किया जाता है कि प्रकाश एक दृश्य के माध्यम से कैसे प्रसारित होता है।
• इन GPUs में एक अतिरिक्त प्रोसेसर होता है जो तथाकथित "टेंसर" गणित करने में बहुत अच्छा होता है। ये उन एप्लिकेशन में उपयोगी होते हैं जो न्यूरल नेट मशीन लर्निंग का उपयोग करते हैं, जो रोजमर्रा के कंप्यूटिंग कार्यों में तेजी से आम होता जा रहा है।

एक्सेलेरेशन हर जगह है

इन दिनों लगभग हर कंप्यूटिंग डिवाइस में हार्डवेयर एक्सेलेरेशन होता है और जैसे-जैसे कुछ कंप्यूटिंग कार्य लोकप्रिय होते हैं, कंप्यूटर वैज्ञानिक उन्हें तेजी से और अधिक कुशलता से काम करने के लिए और भी अधिक समर्पित सिस्टम बनाएंगे।

तो आराम से बैठें और गति का आनंद लें!