Um sistema de processamento especializado é um sistema de computador ou parte de um sistema maior projetado e otimizado para executar uma tarefa ou conjunto específico de tarefas intimamente relacionadas com extremamente eficiência. Ele é construído com hardware e software adaptado a esse nicho, frequentemente sacrificando os recursos de uso geral por desempenho superior em sua área de especialização.
Aqui estão alguns exemplos com explicações:
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Unidade de processamento gráfico (GPU): Este é um exemplo clássico. As GPUs são processadores massivamente paralelos otimizados para manipular e alterar a memória para acelerar a criação de imagens em um buffer de quadro destinado à saída para um dispositivo de exibição. Embora eles * possam * ser usados para computação de uso geral (GPGPU), sua força e design primários estão na aceleração de renderização gráfica, codificação/decodificação de vídeo e outras tarefas visuais intensivas em computação. Eles se destacam em tarefas que podem ser divididas em muitas operações paralelas independentes.
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Array de portão programável em campo (FPGA): Os FPGAs são chips que podem ser reconfigurados após a fabricação. Sua arquitetura permite que os designers criem circuitos de hardware personalizados adaptados a um aplicativo específico, levando a um desempenho altamente otimizado para tarefas como processamento de sinais (por exemplo, em telecomunicações ou radar), redes de dados de alta velocidade e criptografia. Um FPGA para processamento de imagens seria muito diferente de um projetado para modelagem financeira.
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Circuito integrado específico do aplicativo (ASIC): Estes são chips projetados para uma função única e muito específica. Depois que um ASIC é projetado e fabricado, sua função é fixa. Eles oferecem o maior desempenho e eficiência possíveis para o seu aplicativo de destino, mas não são flexíveis. Os exemplos incluem asics de mineração de bitcoin (otimizados para o algoritmo de hash criptográfico SHA-256) ou chips personalizados em um smartphone projetado especificamente para processamento de imagens ou aceleração da IA.
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Processador de sinal digital (DSP): Os DSPs são microprocessadores otimizados para realizar cálculos matemáticos em sinais digitais, como dados de áudio, vídeo e sensor. Eles são amplamente utilizados em aplicativos que exigem processamento de sinal em tempo real, como codecs de áudio em smartphones, cancelamento de ruído em fones de ouvido e sistemas de controle digital.
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cartão de interface de rede (NIC) com recursos de descarga especializados: Um NIC padrão move dados entre um computador e uma rede. No entanto, algumas NICs possuem hardware especializado para tarefas como descarregamento de TCP/IP (processamento de protocolos de rede no nível do hardware), descarga de ISCSI (para redes de armazenamento) ou mesmo criptografia/descriptografia. Isso descarrega o processamento da CPU, melhorando o desempenho geral da rede.
A principal característica de todos esses exemplos é sua especialização. Eles não são computadores de uso geral; Eles se destacam em seu domínio específico, sacrificando a flexibilidade e potencialmente alguma generalidade. Esse design focado permite desempenho superior, eficiência de energia ou menor custo em comparação com o uso de um processador de uso geral para executar a mesma tarefa.
