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重要以及如何改

在软件编程中,开发人员习惯于通用CPU的多功能性以及基于软件的解决方案的灵活性。但是,在数字处理领域存在一个改变游戏规则的问题,您可能不熟悉– FPGA或现场可编程门阵列。让我们探讨什么是FPGA,它们为何变高性能计算的格局。

什么是FPGA?

典型的软件会将自己编译为二进制机器代码,然后馈入通用CPU以实现 沙特阿拉伯电话数据 设计过程。CPU需要读取每个命令,通过一组电路运行它并返回结果。现在,假设您可以将代码直接编译为一组电路,而不是二进制代码–来满足对CPU的需求。这种定制的硬件无需解释即可运行您的代码,并且很少处理输入/输出。

FPGA通过提供一系列可配置的逻辑块和可编程互连来实现此目的。这使您可以创建自定义数字电路并执行专用功能,以使处理器仅能执行一项操作–您的代码。

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FPGA的核心是可配置逻辑块(CLB)和可编程互连的网格。这些CLB本质上是可以自定义以执行特定逻辑功能(例如AND,OR,XOR等)的小型单元。您可以使用特殊语言(例如VHDL或Verilog)来描述这些CLB之间的所需逻辑和互连。您的代码合成到一个配置文件中,该文件告诉FPGA如何通过其内部连接路由信号以及要执行哪些逻辑操作。

认为它为数字电路创建了蓝图。一旦将此配置文件加载到FPGA上,该设备便有效地变成了自定义数字电路,能够以惊人的速度执行您指定的操作。并行性和根据手头的任务定制硬件的能力使FPGA成为适用于各种应用程序的强大工具。

什么时候使用FPGA

那么,为什么软件开发人员应该关注FPGA? 并行性,机器学习和低延迟应用:

  • FPGA在并行性或同时执行多个操作方面表现出色,使其成为需要 澳大利亚电话号码列表 高吞吐量和低延迟的任务的理想选择。这种质量对于实时应用(例如图像和视频处理,科学模拟和密码学)至关重要。

  • FPGA可以通过硬件加速加快机器学习模型的速度,以满足您的实时要求。想象一下代表机器学习模型的FPGA,这对于深度学习和科学计算至关重要。

  • 如果您使用的是低延迟的应用程序,例如高频交易或网络加速,则FPGA是首选。它们提供超快速响应,确保您的系统以最高效率运行。

基于硬件的安全性

FPGA具有基于硬件的性质,因此比常规软件具有显着的安全优势。在软件中,可以发现并针对漏洞和漏洞利用,从而使系统面临各种网络威胁。相反,FPGA允许实施用于加密算法的自定义硬件加速器并确保密钥管理安全,从而使其对多种类型的攻击更具抵抗力。

此外,具有特定功能的FPGA配置能力意味着它们只能运行基本的受信任代码–,从而最大程度地减少攻击表面并减少未经授权的访问或恶意篡改的风险。

编码FPGA

FPGA的主要缺点包括更高的开发复杂性和成本。编程FPGA需要硬件描述语言(HDL)(例如VHDL)方面的专业知识,这使开发过程更具挑战性,并且耗时更多。

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