Het hart van alle computersystemen ligt bij de CPU of de centrale verwerkingseenheid. Deze universele processor kan vrijwel elke taak aan. Ze zijn beperkt tot bepaalde elementaire wiskundige berekeningen. Gecompliceerde taken kunnen combinaties vereisen die resulteren in een langere verwerkingstijd. Dankzij de snelheid van de processors merken de meeste mensen geen echte vertragingen op. Er zijn echter verschillende taken die de centrale processor van een computer echt kunnen vertragen.
Grafische kaarten met hun GPU of grafische processoreenheid zijn een van de weinige gespecialiseerde processors die veel mensen op hun computers hebben geïnstalleerd. Deze processors hanteren ingewikkelde berekeningen met betrekking tot 2D- en 3D-afbeeldingen. In feite zijn ze zo gespecialiseerd geworden dat ze nu beter bepaalde berekeningen kunnen uitvoeren in vergelijking met de centrale processor. Hierdoor is er nu een beweging die profiteert van de GPU van een computer om een CPU aan te vullen en verschillende taken te versnellen.
Video versnellen
De eerste echte toepassing buiten 3D-graphics waarmee GPU's werden ontworpen, was video. High-definition videostreams vereisen decodering van de gecomprimeerde gegevens om hun hoge-resolutiebeelden te produceren. Zowel ATI als NVIDIA hebben softwarecode ontwikkeld waarmee dit decoderingsproces door de grafische processor kan worden afgehandeld in plaats van te vertrouwen op de CPU. Dit is belangrijk voor wie op zoek is naar een computer om HDTV- of Blu-ray-films op een pc te bekijken. Met de overstap naar 4K Video wordt de benodigde verwerkingskracht om met de video om te gaan nog groter.
De uitloper hiervan is de mogelijkheid om de grafische kaart te laten transcoderen van video van het ene grafische formaat naar het andere. Een voorbeeld hiervan is het nemen van een videobron, zoals van een videocamera die wordt gecodeerd om te worden gebrand op een dvd. Om dit te doen, moet de computer het ene formaat aannemen en het opnieuw in het andere formaat weergeven. Dit gebruikt veel rekenkracht. Door de speciale videomogelijkheden van de grafische processor te gebruiken, kan de computer het transcoderingsproces sneller voltooien dan wanneer het alleen op de CPU zou vertrouwen.
SETI @ Home
Een andere vroege toepassing om te profiteren van de extra rekenkracht die wordt geboden door de GPU van een computer, is SETI @ Home. Dit is een gedistribueerde computertoepassing met de naam vouwen waarmee radiosignalen kunnen worden geanalyseerd voor het project Zoeken naar extra-aardse intelligentie. Dankzij de geavanceerde rekenmachines binnen de GPU kunnen ze de hoeveelheid gegevens die in een bepaalde periode kan worden verwerkt, versnellen in vergelijking met het gebruik van alleen de CPU. Ze kunnen dit doen met NVIDIA grafische kaarten door het gebruik van de CUDA of Computer Unified Device Architecture, een gespecialiseerde versie van C-code die toegang heeft tot NVIDIA GPU's.
Adobe Creative Suite 4
De nieuwste grote naamtoepassing om te profiteren van GPU-versnelling is Adobe's Creative Suite. Dit omvat een groot aantal van de vlaggenschipproducten van Adobe, waaronder Acrobat, Flash Player, Photoshop CS4 en Premiere Pro CS4. In wezen kan elke computer met een OpenGL 2.0 grafische kaart met ten minste 512 MB videogeheugen worden gebruikt om verschillende taken binnen deze toepassingen te versnellen.
Waarom zou u deze mogelijkheid toevoegen aan de Adobe-applicaties? Vooral Photoshop en Premiere Pro beschikken over een groot aantal gespecialiseerde filters waarvoor wiskunde op hoog niveau vereist is. Door de GPU te gebruiken om veel van deze berekeningen te ontladen, kan de renderingtijd voor grote afbeeldingen of videostreams sneller worden voltooid. Sommige gebruikers merken geen verschil, terwijl anderen grote tijdwinst kunnen zien, afhankelijk van de taken die ze gebruiken en de grafische kaart die ze gebruiken.
Cryptocurrency Mining
U hebt waarschijnlijk gehoord van Bitcoin, een vorm van virtuele valuta. Je kunt Bitcoins altijd via een centrale kopen door er traditionele valuta voor te verhandelen, net zoals het in vreemde valuta wordt omgewisseld. De andere methode om virtuele valuta's te verkrijgen is via een proces genaamd Cryptocoin Mining. Waar het op neerkomt, is dat u uw computer gebruikt als een relay voor het verwerken van rekenhulzen voor het verwerken van transacties. Een CPU kan dit op één niveau doen, maar een GPU op een grafische kaart biedt een veel snellere methode om dit te doen. Als gevolg hiervan kan een pc met een GPU sneller valuta genereren dan zonder een pc.
Wat is OpenCL?
De meest opmerkelijke ontwikkeling in het gebruik van een grafische kaart voor extra prestaties is afkomstig van de release van de OpenCL- of Open Computer Language-specificaties. Deze specificatie verzamelt een breed scala aan gespecialiseerde computerprocessors naast een GPU en CPU voor het versnellen van computergebruik. Allerlei toepassingen kunnen mogelijk profiteren van de parallelle berekeningen van de mix van verschillende processoren om de hoeveelheid gegevens die kan worden verwerkt te vergroten.
Laatste gedachten en conclusies
Gespecialiseerde processors zijn niets nieuws voor computers. Grafische processors zijn slechts een van de meer succesvolle en meest gebruikte items in de computerwereld. Het probleem was dat deze gespecialiseerde processors gemakkelijk toegankelijk waren voor toepassingen buiten de grafische weergave. Applicatieschrijvers moesten code-specifiek schrijven voor elke grafische processor. Met de push voor meer open standaarden voor toegang tot een item als een GPU, krijgen computers meer gebruik van hun grafische kaarten dan ooit tevoren. Misschien is het tijd om de naam zelfs te veranderen van grafische processoreenheid naar algemene processoreenheid.
