什么是硬件加速？硬件加速的关键用途及优势详解

什么是硬件加速？硬件加速的关键用途及优势详解

硬件加速是一种将CPU处理工作转移到未运行的硬件资源（如GPU、声卡或存储卡等）的技术，可以优化资源使用和性能。本文将详细介绍硬件加速的定义、关键用途、使用场景和优势。

一、什么是硬件加速？

硬件加速指将一些CPU上运行的软件转移到空闲硬件资源的过程，这些资源可以是显卡、声卡、图形处理单元（GPU）或特殊设备（例如人工智能加速器），以优化资源使用和性能。大多数浏览器也具有加速功能。

CPU是所有计算机系统的核心，它旨在管理所有任务，但管理所有任务并不是能实现高效的，所以可以将视频编、解码、图形渲染这些工作放在GPU等专用设备上执行的。硬件加速将日常任务从CPU转移到专门设计的硬件，这些硬件可以更高效地执行工作。

二、硬件加速的关键用途

1、人工智能数据处理

越来越多的硬件加速器被集成到片上系统(SoC)中，以支持各种人工智能应用。由于人工智能复杂性，运行人工智能首先需要硬件加速，AI加速器旨在加速AI工作，它们执行这些操作的效率是传统CPU无法达到的。

2、音频处理

一些PC音频适配器具有硬件加速功能，这有助于对音频驱动程序正在处理的任意数量的音频文件执行硬件混合。

硬件加速将CPU从音频混合工作中解放出来，从而提高了音频处理性能。

3、加密硬件加速

当使用软件进行时，加密过程的成本可能会很高。硬件加速器可以执行这些操作以提高性能并降低使用成本。加密硬件加速是指使用硬件执行加密功能，通常硬件加速比软件加速更快。

4、视频编、解码

我们将视频升级到更高分辨率会使CPU的工作负载增加一倍以上，从而导致CPU过载、降频、CPU占用率高、进程中断。利用GPU巨大的并行处理能力，成功地降低CPU处理时间和功耗。

5、AI绘图、建模

当前们在使用计算机设计程序（如建模、绘图工具等）来执行基础绘图、建模过程。这些建模、绘图操作对计算要求非常高。因此，我们建模、绘图后需要等待计算机处理很长的时间，最后才能得到我们的成品，这提升了我们的时间成本，硬件加速可以大大缩减计算机渲染时间，提升我们的工作效率。

三、什么时候使用硬件加速？

当我们遇到以下情况时，可能需要使用硬件加速：

应用程序加载时间长：当有更多GPU处理器可用于处理时，可以同时完成更多任务，这提高了效率并减少了获得结果和响应所需的时间。

速度缓慢：计算机系统上的多个GPU可以单独处理不同的工作，并且与仅使用一个CPU处理器相比，可以更快地完成计算。

功耗过高：使用GPU的系统可以降低功耗，因为它不需要同时运行系统的所有组件。

四、硬件加速的优势

硬件加速器具有无可争议的优势，硬件加速器可以提高计算操作的效率、反应速度和生产力。硬件加速的主要目的是最大限度地减少CPU过载和内存消耗。这可以提高应用程序的运行速度和效率，释放带宽，并提高系统的可靠性和可靠性。