شتاب سخت‌افزاری از سخت‌افزار رایانه‌ای مخصوص ساخته شده (یعنی ریزتراشه‌های سیلیکونی) برای انجام مجموعه‌ای محدود از وظایف سریع‌تر از یک ^(Hardware)CPU همه منظوره (واحد پردازش مرکزی) استفاده می‌کند.

این برای شما به عنوان کاربر چه معنایی دارد؟ شما اغلب این گزینه را خواهید داشت که شتاب سخت افزاری را در برنامه های خود روشن یا خاموش کنید. بنابراین شتاب سخت افزاری چقدر مفید است و چه کاری انجام می دهد؟

شتاب سخت افزاری^{(Hardware Acceleration)} چیست ( نسخه ساده^{(Simple Edition)} )

در اینجا یک توضیح ساده در مورد شتاب سخت افزاری وجود دارد. برای بررسی عمیق این فرآیند به بخش بعدی بروید  .^(Skip)

CPU در رایانه شما می تواند تقریباً هر نوع مشکل ریاضی را حل کند. مدارهای CPU^(CPU) از اجزای بیشتری برای مقابله با بسیاری از وظایف استفاده می کنند. آنها فضای بیشتری را اشغال می کنند، گرمای بیشتری تولید می کنند و به زیبایی مداری که برای یک کار ساخته شده است، طراحی نشده اند. 

با شتاب سخت افزاری، یک مدار مجتمع یا ریزپردازنده خاص یک کار خاص یا مجموعه محدودی از کارهای مرتبط را انجام می دهد. طراحی مدار در هیچ چیز دیگری هدر نمی رود و این مزیت عملکرد قابل توجهی را فراهم می کند. 

گاهی اوقات آن سخت افزار در خود CPU تعبیه^(CPU) می شود. اکثر CPU های^(CPUs) مدرن دارای بخش های داخلی اختصاصی هستند که انواع خاصی از ریاضیات را که برای کارهایی مانند رمزگذاری ویدیو^{(video encoding)} و رمزگذاری^(encryption) استفاده می شود را سرعت می بخشد .

به طور خلاصه، شتاب سخت‌افزاری به معنای دادن یک کار خاص به یک قطعه سخت‌افزاری منحصربه‌فرد است که یک جک از یک تجارت است و در آن کار می‌کند.

مزایای^(Benefits) شتاب سخت افزاری^{(Hardware Acceleration)} چیست ؟

شتاب سخت افزاری چه فایده ای برای برنامه ای که استفاده می کنید دارد؟ اغلب به نوع سخت افزار و نوع شتاب بستگی دارد، اما مزایای معمول در بیشتر موقعیت ها اعمال می شود.

• شتاب سخت^(Hardware) افزاری عملکرد را تا حد زیادی بهبود می بخشد. برنامه شما روان تر اجرا می شود، یا برنامه یک کار را در زمان بسیار کوتاه تری انجام می دهد.

• CPU شما را برای انجام کارهای دیگری که منجر به بهبود عملکرد سیستم می شود آزاد می کند. CPU می‌تواند کار را روی سخت‌افزار تخصصی تخلیه کند و سپس به اجرای بازی‌های ویدیویی به طور همزمان با پخش ویدیو یا استفاده از برنامه‌ای مانند Discord بپردازد^(Discord) .

• شتاب سخت^(Hardware) افزاری می تواند برای دستگاه هایی که با باتری کار می کنند بسیار مهم باشد. به همین دلیل است که تلفن هوشمند یا تبلت شما می تواند برای مدت طولانی بدون شارژ کردن باتری، ویدیو پخش کند. یک تراشه تخصصی کوچک تقریباً همیشه انرژی کمتری نسبت به یک CPU بزرگ و پیچیده مصرف می کند .

آیا ^(Are)شتاب سخت^{(Hardware Acceleration)} افزاری معایبی^(Downsides) دارد ؟

به طور کلی، شتاب سخت افزاری چیزی است که باید آن را کنار بگذارید، اما مواردی وجود دارد که می تواند یک اشکال باشد. 

• شتاب سخت^(Hardware) افزاری اغلب باعث بی ثباتی می شود. با وجود کند بودن، CPU^(CPUs) ها بسیار قابل اعتماد هستند. برای مثال، این که شتاب سخت‌افزاری سرعت صادرات ویدیو را افزایش دهد و سپس فرآیند قبل از اتمام آن از کار بیفتد، فایده‌ای ندارد.

• شتاب سخت^(Hardware) افزاری نسبت به پیشرفت های جدید انعطاف ناپذیر است. به عنوان مثال، ممکن است برای یک روش رمزگذاری ویدیوی خاص، شتاب سخت‌افزاری در رایانه خود داشته باشید، اما اگر مورد بهتری پیش آمد، باید سخت‌افزار جدیدی برای پشتیبانی از آن بخرید. 

• نوع شتاب سخت افزاری که سیستم شما پشتیبانی می کند ممکن است بهترین نتایج را ارائه ندهد. بنابراین اگر کیفیت را به سرعت ترجیح می دهید، بهتر است در برخی موارد به CPU اجازه دهید کار را انجام دهد. به عنوان مثال، اگر پشتیبانی سخت افزاری برای رمزگذاری HEVC ندارید اما می خواهید مزایای کیفی آن را نسبت به ^(HEVC)H.264 CODEC داشته باشید، باید به رمزگذاری مبتنی بر CPU تکیه کنید.^(CPU)

کجا می توانم از شتاب سخت افزاری استفاده^{(Use Hardware Acceleration)} کنم؟

اشکال بسیار زیادی از شتاب سخت افزاری موجود است که همه آنها را در اینجا فهرست می کنیم، اما در اینجا چند مورد متداول وجود دارد که شما به عنوان یک کاربر معمولی کامپیوتر با آنها روبرو خواهید شد.

شتاب سخت افزار مرورگر^{(Browser Hardware Acceleration)}

^(Web)مرورگرهای وب می توانند به طور شگفت انگیزی برنامه های کاربردی سنگین CPU^(CPU-heavy) باشند. وب سایت های مدرن^(Modern) دارای جلوه های گرافیکی فانتزی و مناظر و صداهای با کیفیت بالا هستند. برنامه های کاربردی وب^(Web) که از گرافیک سه بعدی استفاده می کنند از شتاب سخت افزاری GPU بهره می برند . 

شتاب سخت‌افزاری^(Hardware) معمولاً به‌طور پیش‌فرض در این برنامه‌ها روشن است و فقط برای عیب‌یابی^{(troubleshooting)} باید آن را غیرفعال کنید .

شتاب رمزگذاری ویدیو^{(Video Encoding Acceleration)}

• اکنون اکثر CPUها برای استاندارد ویدیویی H.264^(H.264) شتاب دارند و پشتیبانی از H.265 نیز در حال افزایش است. 
• پردازنده‌های گرافیکی اخیر انویدیا^{(Nvidia GPUs)} همچنین دارای یک تراشه رمزگذار اختصاصی «NVENC» هستند که کار ضبط یا استریم فیلم بازی را بر عهده می‌گیرد تا بر عملکرد بازی تأثیری نگذارد.
• برنامه‌هایی مانند Adobe Premiere Pro شتاب سخت‌افزاری مبتنی بر GPU را ارائه می‌کنند، بنابراین عملکرد را در حین ویرایش و صادرات پروژه‌ها بهبود می‌بخشند.

شتاب GPGPU (GPU GPU).^{(GPGPU (General Purpose GPU) Acceleration)}

پردازنده‌های گرافیکی به‌عنوان شتاب‌دهنده‌های گرافیکی سه‌بعدی زندگی خود را آغاز کردند، اما پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) مدرن می‌توانند طیف نسبتاً گسترده‌ای از عملیات ساده را خیلی سریع انجام دهند. این پردازنده ها از صدها یا هزاران پردازنده کوچک ساده تشکیل شده اند که همگی به صورت موازی کار می کنند. 

این آنها را برای انواع خاصی از خرد کردن داده ها که باید از طریق یک الگوریتم اجرا شوند، ایده آل می کند. پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) به این شکل طراحی شده‌اند، زیرا رندر گرافیک شامل پردازش مقادیر پیکسل به صورت موازی است. بنابراین GPU شما تعیین می‌کند که هر یک از میلیون‌ها پیکسل روی صفحه نمایش به طور همزمان چگونه باشد. به نظر می رسد که برنامه های کاربردی یادگیری عمیق و داده کاوی نیز از این رویکرد برای محاسبات سود می برند.

ردیابی پرتو و شتاب یادگیری ماشینی^{(Ray Tracing and Machine Learning Acceleration)}

توسعه‌دهندگان GPU^(GPU) اکنون پردازنده‌های مشترک اختصاصی را اضافه کرده‌اند که حتی کار تخصصی‌تری نسبت به هسته‌های  GPU انجام می‌دهند.^(GPU)

• آخرین نسل از پردازنده‌های گرافیکی انویدیا^{(Nvidia GPUs)} دارای اجزای خاصی هستند که ریاضیات ردیابی پرتو^{(ray tracing)} را تسریع می‌کنند ، که روشی برای ترسیم گرافیک‌های سه بعدی با شبیه‌سازی نحوه انتشار نور در یک صحنه است.
• این پردازنده‌های گرافیکی^(GPUs) دارای یک پردازنده اضافی هستند که در انجام ریاضیات به اصطلاح «تانسور» بسیار خوب است. اینها در برنامه‌هایی که از یادگیری ماشین شبکه عصبی استفاده می‌کنند، که در کارهای محاسباتی روزمره رایج‌تر می‌شود، مفید هستند.

شتاب همه جا هست

این روزها تقریباً در همه دستگاه‌های محاسباتی شتاب سخت‌افزاری وجود دارد و با محبوب شدن برخی مشاغل محاسباتی، دانشمندان رایانه حتی سیستم‌های اختصاصی‌تری ایجاد می‌کنند تا آنها را سریع‌تر و کارآمدتر کنند. 

پس بنشینید و از سرعت لذت ببرید!

What Is Hardware Acceleration and How Is It Useful?

Hardware accelerаtion υses specially-built computer hardware (i.e., ѕilicon microchips) to do a narrоw set of tasks faster than a general-purpose CPU (central processing unit).

What does that mean to you as the user? You’ll often have the option of turning hardware acceleration on or off in your applications. So how useful is hardware acceleration, and what does it do?

What Is Hardware Acceleration (Simple Edition)

Here’s a simple explanation of hardware acceleration. Skip to the next section for an in-depth look at the process. 

The CPU in your computer can solve just about any type of mathematical problem. CPU circuits use more components to deal with many kinds of tasks. They take up more space, generate more heat, and aren’t as elegantly designed as a circuit built for a single job. 

With hardware acceleration, a special integrated circuit or microprocessor does one specific task or a narrow set of related jobs. The circuit’s design is not wasted on anything else, and this provides a significant performance advantage. 

Sometimes that hardware is built into the CPU itself. Most modern CPUs have dedicated internal sections that accelerate specific types of math used for tasks such as video encoding and encryption.

In short, hardware acceleration means giving a specific job to a unique piece of hardware that’s a jack of one trade and rocks at it.

What Are the Benefits of Hardware Acceleration?

How does hardware acceleration benefit the application you’re using? It often depends on the type of hardware and the type of acceleration, but the usual benefits apply to most situations.

• Hardware acceleration greatly improves performance. Your application will run more smoothly, or the application will complete a task in a much shorter time.

• It frees up your CPU to do other things leading to improved system performance. The CPU can offload work to the specialized hardware and then get on with, for example, running video games simultaneously with streaming videos or using an application like Discord.

• Hardware acceleration can be crucial for battery-powered devices. It’s why your smartphone or tablet can play video for such a long time without tanking your battery. A small specialized chip almost always uses less power than a large, complex CPU.

Are There Downsides to Hardware Acceleration?

In general, hardware acceleration is something that you’ll want to leave on, but there are some cases where it can be a drawback. 

• Hardware acceleration often causes instability. Despite being slow, CPUs tend to be highly reliable. For example, there’s little point in having hardware acceleration speed up video exports and then have the process crash before it finishes.

• Hardware acceleration is inflexible to new developments. For example, you may have hardware acceleration in your computer for a specific video encoding method, but if something better comes along you’ll have to buy new hardware to support it. 

• The type of hardware acceleration your system supports might not offer the best results. So if you favor quality over speed, it would be better to let the CPU handle the work in some cases. For example, if you don’t have hardware support for HEVC encoding but want its quality advantages over the H.264 CODEC, you’ll have to rely on CPU-based encoding.

Where Can I Use Hardware Acceleration?

There are too many forms of hardware acceleration available to list them all here, but here are a few common ones that you will encounter as an average computer user.

Browser Hardware Acceleration

Web browsers can be surprisingly CPU-heavy applications. Modern websites have fancy graphical effects and high-fidelity sights and sounds. Web applications that use 3D graphics benefit from GPU hardware acceleration. 

Hardware acceleration is usually on by default in these applications, and you should only disable it for troubleshooting.

Video Encoding Acceleration

• Most CPUs now have acceleration for the common H.264 video standard, and support for H.265 is growing too. 
• Recent Nvidia GPUs also have a dedicated “NVENC” encoder chip that takes over the work of recording or streaming game footage so that it doesn’t affect game performance.
• Applications such as Adobe Premiere Pro offer GPU-based hardware acceleration, thus improving performance while editing and exporting projects.

GPGPU (General Purpose GPU) Acceleration

Graphical Processors started life as 3D graphics accelerators, but modern GPUs can do a fairly wide range of simple operations very quickly. These processors consist of hundreds or thousands of simple small processors that all work in parallel. 

This makes them ideal for certain types of data crunching that need to be run through an algorithm. GPUs are designed this way because rendering graphics involves processing pixel values in parallel. So your GPU determines what each of the millions of pixels on the screen should look like at the same time. It turns out that deep learning and data mining applications also benefit from this approach to computation.

Ray Tracing and Machine Learning Acceleration

GPU developers have now added dedicated co-processors that do an even more specialized job than the GPU cores. 

• The latest generation of Nvidia GPUs have special components that accelerate the mathematics of ray tracing, which is a method of drawing 3D graphics by simulating how light propagates through a scene.
• These GPUs have an additional processor that’s very good at doing so-called “tensor” mathematics. These are useful in applications that use neural net machine learning, which is becoming more common in everyday computing tasks.

Acceleration Is Everywhere

There’s hardware acceleration in almost every computing device these days and as certain computing jobs become popular, computer scientists will create even more dedicated systems to make them work faster and more efficiently. 

So sit back and enjoy the speed!

Related posts

• چگونه به خاموش کردن یا غیر فعال کردن Hardware Acceleration در Windows 11/10

• چگونه Hardware Acceleration را در Chrome or Firefox غیرفعال کنیم

• چگونه Hardware Acceleration را در Microsoft Edge فعال یا غیر فعال کنیم

• Razer Naga Pro review: موش بالا پایان برای هر game genre

• ASUS Mini PC PN62 review: یک مینی کامپیوتر که متناسب با در دست خود را!

• Trust GXT 488 Forze PS4 review: ورود به سطح gaming headset در بودجه!

• Oneplus Nord 2 5G بررسی: عملکرد گل سرسبد مانند

• Antlion Audio ModMic Wireless review: Wireless microphone برای هر هدفون

• Samsung 27 "G35TF Odyssey Gaming monitor review

• Sony WH-1000XM4 review: لغو عالی سر و صدا!

• Samsung Galaxy Tab S6 Lite review: آخرین در قرص اواسط محدوده!

• Mercusys MR70X review: مقرون به صرفه از Wi-Fi 6!

• AMD Radeon RX 6700 XT review: بزرگ برای 1440p بازی!

• Sonos Move review: یک wireless speaker هوشمند فوق العاده

• بررسی Ballistix Gaming Memory DDR4-3600 32GB مهم

• TP-Link Archer AX20 review: دوباره تعریف ارزش پول؟

• بررسی MSI GE66 Raider 10SGS: لپ تاپ بازی قدرتمند با طراحی علمی تخیلی

• بررسی گوشی Xiaomi 11T: تیک تاک جعبه سمت راست!

• realme C21 review: گوشی های هوشمند فوق العاده کم بودجه!

• بررسی Samsung Galaxy Note20 Ultra 5G: Ultra در هر راه!