Il cuore di tutti i sistemi informatici si trova nella CPU o nell'unità di elaborazione centrale. Questo processore per uso generico può gestire praticamente qualsiasi attività. Sono limitati a determinati calcoli matematici di base. Le attività complicate possono richiedere combinazioni che comportano un tempo di elaborazione più lungo. Grazie alla velocità dei processori, la maggior parte delle persone non nota alcun rallentamento reale. Ci sono una serie di compiti che possono davvero impantanare il processore centrale di un computer.
Le schede grafiche con la loro GPU o unità di elaborazione grafica sono uno dei pochi processori specializzati che molte persone hanno installato nei loro computer. Questi processori gestiscono calcoli complicati relativi alla grafica 2D e 3D. In effetti, sono diventati così specializzati che ora sono più bravi a eseguire determinati calcoli rispetto al processore centrale. Per questo motivo, ora c'è un movimento che sfrutta la GPU di un computer per integrare una CPU e accelerare varie attività.
Accelerare video
La prima vera applicazione al di fuori della grafica 3D che le GPU erano state progettate per affrontare era il video. I flussi video ad alta definizione richiedono la decodifica dei dati compressi per produrre le loro immagini ad alta risoluzione. Sia ATI che NVIDIA hanno sviluppato un codice software che consente a questo processo di decodifica di essere gestito dal processore grafico anziché affidarsi alla CPU. Questo è importante per coloro che cercano di utilizzare un computer per la visione di film HDTV o Blu-ray su un PC. Con il passaggio al video 4K, la potenza di elaborazione richiesta per gestire il video sta diventando ancora più grande.
La derivazione di questo è la possibilità di avere la scheda grafica per aiutare transcodificare video da un formato grafico a un altro. Un esempio di ciò potrebbe essere l'acquisizione di una sorgente video come da una videocamera che viene codificata per essere masterizzata su un DVD. Per fare ciò, il computer deve prendere l'unico formato e ri-renderlo nell'altro. Questo utilizza molta potenza di calcolo. Utilizzando le funzionalità video speciali del processore grafico, il computer può completare il processo di transcodifica più rapidamente rispetto a se si basasse semplicemente sulla CPU.
SETI @ Home
Un'altra applicazione iniziale per sfruttare la potenza di calcolo extra fornita da una GPU di computer è SETI @ Home. Si tratta di un'applicazione per computer distribuita chiamata folding che consente di analizzare i segnali radio per il progetto Search of Extra-Terrestrial Intelligence. I motori di calcolo avanzati all'interno della GPU consentono loro di accelerare la quantità di dati che possono essere elaborati in un determinato periodo di tempo rispetto all'uso della sola CPU. Sono in grado di farlo con le schede grafiche NVIDIA attraverso l'uso di CUDA o Computer Unified Device Architecture, una versione specializzata del codice C che può accedere alle GPU NVIDIA.
Adobe Creative Suite 4
L'ultima grande applicazione per sfruttare l'accelerazione GPU è Adobe Creative Suite. Questo include un gran numero di prodotti di punta di Adobe tra cui Acrobat, Flash Player, Photoshop CS4 e Premiere Pro CS4. In sostanza, qualsiasi computer con una scheda grafica OpenGL 2.0 con almeno 512 MB di memoria video può essere utilizzato per accelerare varie attività all'interno di queste applicazioni.
Perché aggiungere questa funzionalità alle applicazioni Adobe? Photoshop e Premiere Pro, in particolare, hanno un gran numero di filtri specializzati che richiedono matematica di alto livello. Usando la GPU per scaricare molti di questi calcoli, il tempo di rendering per immagini grandi o flussi video può essere completato più velocemente. Alcuni utenti potrebbero non notare alcuna differenza mentre altri possono vedere grandi guadagni in termini di tempo a seconda delle attività che utilizzano e della scheda grafica che utilizzano.
Estrazione di criptovaluta
Probabilmente hai sentito parlare di Bitcoin che è una forma di moneta virtuale. Puoi sempre acquistare Bitcoin attraverso uno scambio scambiando le valute tradizionali proprio come per scambiarlo con valuta straniera. L'altro metodo per ottenere le valute virtuali è attraverso un processo chiamato Cryptocoin Mining. Ciò a cui si riduce è l'utilizzo del computer come relè per l'elaborazione degli hash di calcolo per le transazioni. Una CPU può farlo a un livello, ma una GPU su una scheda grafica offre un metodo molto più veloce per farlo. Di conseguenza, un PC con una GPU può generare valuta più velocemente di una senza di essa.
Cos'è OpenCL?
Lo sviluppo più degno di nota nell'utilizzo di una scheda grafica per prestazioni aggiuntive deriva dal rilascio delle specifiche OpenCL o Open Computer Language. Questa specifica riunisce un'ampia varietà di processori per computer specializzati oltre a una GPU e una CPU per accelerare l'elaborazione. Tutti i tipi di applicazioni possono potenzialmente trarre vantaggio dall'elaborazione parallela del mix di processori diversi per aumentare la quantità di dati che possono essere elaborati.
Considerazioni finali e conclusioni
I processori specializzati non sono una novità per i computer. I processori grafici sono solo uno degli articoli di maggior successo e ampiamente utilizzati nel mondo informatico. Il problema era rendere questi processori specializzati facilmente accessibili ad applicazioni esterne alla grafica. Gli scrittori di applicazioni dovevano scrivere codice specifico per ciascun processore grafico. Con la spinta a standard più aperti per l'accesso a un oggetto come una GPU, i computer avranno un maggiore utilizzo delle loro schede grafiche rispetto al passato. Forse è ora di cambiare anche il nome dall'unità del processore grafico all'unità del processore generale.
