Ποιοι είναι οι κύριοι τύποι υλικού επεξεργασίας;

Οι κύριοι τύποι υλικού επεξεργασίας μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με διάφορους τρόπους, ανάλογα με το επίπεδο λεπτομέρειας που χρειάζεστε. Ακολουθούν μερικές βασικές κατηγοριοποιήσεις:

1. Με την επεξεργασία της αρχιτεκτονικής:

* Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU): Ο "εγκέφαλος" ενός υπολογιστή, υπεύθυνος για την εκτέλεση οδηγιών. Οι CPU είναι συνήθως γενικές χρήστες, που σημαίνει ότι μπορούν να χειριστούν μια μεγάλη ποικιλία καθηκόντων. Μέσα σε CPU, έχουμε περαιτέρω ταξινομήσεις όπως:

* x86 (intel/amd): Η κυρίαρχη αρχιτεκτονική για υπολογιστές επιφάνειας εργασίας και φορητού υπολογιστή.

* βραχίονα: Χρησιμοποιείται ευρέως σε κινητές συσκευές, ενσωματωμένα συστήματα και όλο και περισσότερο σε διακομιστές.

* RISC-V: Ένα σχετικά νέο σύνολο οδηγιών ανοιχτού κώδικα αρχιτεκτονική που κερδίζει έλξη.

* powerpc: Χρησιμοποιείται σε ορισμένα συστήματα υπολογιστών υψηλής απόδοσης και ενσωματωμένων.

* Μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU): Εξειδικευμένοι επεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί για τη διαχείριση πολύπλοκων οπτικών υπολογισμών, όπως γραφικά απόδοσης για βιντεοπαιχνίδια και λογισμικό σχεδιασμού υπολογιστών (CAD). Εκφράζουν την παράλληλη επεξεργασία.

* Πυροβόληση πύλης (FPGA): Εξαιρετικά προσαρμόσιμο υλικό που μπορεί να επαναπρογραμματιστεί για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών. Προσφέρουν ευελιξία και υψηλή απόδοση, αλλά απαιτούν εξειδικευμένες γνώσεις προγραμματισμού.

* Ειδικό ενσωματωμένο κύκλωμα εφαρμογής (ASIC): Τα Custom-σχεδιασμένα τσιπ βελτιστοποιήθηκαν για μια ενιαία, συγκεκριμένη εργασία. Προσφέρουν την υψηλότερη απόδοση για τον επιδιωκόμενο σκοπό τους, αλλά είναι άκαμπτες και δαπανηρές για παραγωγή. Η εξόρυξη κρυπτογράφησης ASICS είναι ένα καλό παράδειγμα.

* Επεξεργαστής ψηφιακού σήματος (DSP): Εξειδικευμένοι επεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί για την επεξεργασία αναλογικών σημάτων, όπως ήχο και βίντεο. Συχνά βρίσκονται σε ενσωματωμένα συστήματα και εξοπλισμό επικοινωνίας.

* Μονάδα νευρικής επεξεργασίας (NPU): Εξειδικευμένο υλικό σχεδιασμένο για εργασίες τεχνητής νοημοσύνης (AI), ιδιαίτερα βαθιά μάθηση. Είναι βελτιστοποιημένα για τους παράλληλους υπολογισμούς που απαιτούνται από τα νευρωνικά δίκτυα.

2. Ανά επίπεδο ενσωμάτωσης:

* Μικροεπεξεργαστές: Μεμονωμένα τσιπ που περιέχουν την CPU και μερικές φορές άλλα εξαρτήματα.

* Μικροελεγκτές: Μικρότεροι, απλούστεροι μικροεπεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί για ενσωματωμένα συστήματα. Συχνά περιλαμβάνουν μνήμη και περιφερειακά στο ίδιο τσιπ.

3. Με λειτουργικότητα (υπεραπλούστευση για σαφήνεια):

* Επεξεργαστές: Αυτές οι οδηγίες εκτελούν, εκτελούν υπολογισμούς και ελέγχουν τη ροή των δεδομένων. Αυτή είναι μια ευρεία κατηγορία που περιλαμβάνει τα περισσότερα από τα παραπάνω.

* μνήμη: Αυτό αποθηκεύει δεδομένα και οδηγίες. Αν και δεν είναι "επεξεργαστής" με την αυστηρότερη έννοια, είναι σημαντικό να συμβεί οποιαδήποτε επεξεργασία. Αυτό περιλαμβάνει RAM, ROM, μνήμη flash, κλπ. Εξειδικευμένοι τύποι μνήμης (π.χ. μνήμη υψηλού εύρους ζώνης για GPU) μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως τύπος υλικού επεξεργασίας καθώς επηρεάζουν σημαντικά την ταχύτητα επεξεργασίας.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι κατηγορίες δεν είναι αμοιβαία αποκλειστικές. Για παράδειγμα, ένα σύγχρονο σύστημα-on-a-chip (SOC) μπορεί να ενσωματώσει μια CPU, GPU, DSP και άλλα εξαρτήματα σε ένα μόνο τσιπ. Οι γραμμές μεταξύ αυτών των κατηγοριών θολώνουν ως τεχνολογική πρόοδο.