Was ist Hardwarebeschleunigung und wann sollten Sie sie aktivieren?

Wichtige Erkenntnisse

• Hardwarebeschleunigung ist eine Möglichkeit, Aufgaben mithilfe spezieller Hardware wie GPUs schneller auszuführen.
• Hardwarebeschleunigung beeinträchtigt die Flexibilität und kann veraltet sein, wenn der Prozess, für den sie entwickelt wurde, unrentabel wird oder nicht mehr verwendet wird.
• Aktivieren Sie die Hardwarebeschleunigung, wenn verfügbar, um erhebliche Leistungssteigerungen zu erzielen, aber wägen Sie die Vor- und Nachteile von Stabilität und Qualität ab.

Alle Computersoftware läuft auf Hardware. Was zum Teufel bedeutet es also, dass Software „Hardwarebeschleunigung“ verwendet? ob die Hardware den Job bereits erledigt? Es stellt sich heraus, dass es Möglichkeiten gibt, Dinge mit Computerhardware schneller zu erledigen. Viel schneller.

Was ist Hardwarebeschleunigung?

Hardwarebeschleunigung ist ein Rechenansatz, bei dem spezielle Hardware verwendet wird, um Berechnungen viel schneller als Allzweckhardware durchzuführen. Was das bedeutet, erklären wir gleich, aber im Großen und Ganzen gehen einige gängige Aufgaben viel schneller vonstatten, wenn man dafür spezielle Hardware verwendet. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine GPU. Ein anderer historischer Name für eine GPU ist „3D-Beschleuniger“, obwohl sie heute natürlich viel mehr als nur 3D-Grafiken leisten.

Die CPU in Ihrem PC kann die gleichen Berechnungen durchführen wie Ihre GPU, nur dass eine GPU dies schneller tun kann – schnell genug, um komplexe Echtzeit-3D-Grafiken zu ermöglichen. Weitere Beispiele für Hardwarebeschleunigung in typischen Computern und Mobilgeräten sind die Videokodierung und -dekodierung. Die meisten modernen Computer und Telefone verfügen über spezielle Chips, die Videos schnell verarbeiten und zwar viel weniger Strom verbrauchen als eine vollwertige CPU, aber die gleiche Aufgabe erledigen.

Große Prozessoren wie CPUs und GPUs verfügen innerhalb ihrer eigenen Strukturen über eigene Abschnitte, die auf spezielle Aufgaben ausgerichtet sind. Eine NVIDIA RTX-Grafikkarte verfügt beispielsweise über spezielle Bereiche der GPU, die darauf ausgelegt sind, Raytracing oder KI-bezogene Aufgaben zu beschleunigen.

Warum? Hardware-Beschleunigung schneller?

Bei der Hardwarebeschleunigung geht es vor allem um Spezialisierung. Ihre CPU ist ein Alleskönner, aber kein Meister. Es benötigt die Komponenten in seinem Design, um jede Berechnung durchzuführen, die in Binärcode ausgedrückt werden kann, aber das ist von Natur aus ineffizient. Ein einfaches Beispiel: Wenn Sie eine Maschine bauen müssten, die Zahlen addieren, subtrahieren, multiplizieren und dividieren kann, wäre sie wahrscheinlich nicht so schnell wie eine Maschine, die ausschließlich zum Addieren von Zahlen gebaut wurde. Mit einer solchen Fokussierung auf eine begrenzte Anzahl von Problemen können Sie schneller und effizienter vorgehen.

Was sind die Nachteile der Hardwarebeschleunigung?

Hardwarebeschleunigung bringt einige Kompromisse mit sich. Der größte Grund ist der Verlust an Flexibilität. Wenn Sie über Hardware verfügen, die für eine bestimmte Aufgabe ausgelegt ist, oder über eine kleine Anzahl verwandter Aufgaben, geben Sie die Fähigkeit auf, andere Aufgaben zu erledigen. Aus diesem Grund benötigen wir immer eine CPU in der einen oder anderen Form, egal wie viele spezialisierte Coprozessoren Sie haben.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der Hardwarebeschleunigung besteht darin, dass Sie an einen bestimmten Prozess gebunden sind. Beispielsweise verwenden Kryptowährungs-Miner häufig ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise), die beim Mining einer bestimmten Blockchain schnell und effizient sind. Allerdings können sie nicht auf anderen Blockchains schürfen, die andere „Mathematik“-Methoden verwenden. Wenn diese Form der Krypto also unrentabel wird, wird die Hardware unbrauchbar. Ihr Telefon kann die Videodekodierung bestimmter Video-Codecs beschleunigen, bei neueren Codecs ist dies jedoch nicht möglich. Dafür brauchst du ein neues Telefon!

In ähnlicher Weise nutzt das Spiel Alan Wake 2 eine grafische Hardwarekomponente, die als Mesh-Shader bekannt ist. Wenn Sie keine Grafikkarte mit beschleunigter Hardwareunterstützung für die Mesh-Shader-Funktion haben, muss die GPU die Berechnungen mit allgemeinerer Hardware durchführen, was zu massiven Leistungsproblemen führt.

Für diejenigen, die Mikroprozessoren entwickeln, gibt es auch eine wichtige Frage bezüglich spezieller Hardware und begrenztem Platz innerhalb eines Chips. Bei der Raytracing-Beschleunigungshardware in NVIDIA RTC-Grafikkarten könnte es sich beispielsweise um Allzweck-GPU-Prozessoren gehandelt haben. Das bedeutet, dass Sie auf Nicht-Raytracing-Leistung verzichten müssen, um diese Funktion viel schneller laufen zu lassen.

Wann Sie Hardware einschalten sollten Beschleunigung

Die kurze Antwort lautet: Sie sollten die Hardwarebeschleunigung aktivieren, wo immer sie verfügbar ist. In den meisten Fällen sind die Auswirkungen auf die Leistung im Vergleich zur Verwendung einer Allzweckverarbeitung tiefgreifend. Hardwarebeschleunigte Videoexporte können beispielsweise echte finanzielle Auswirkungen für Content-Ersteller haben, denn Zeit ist Geld.

Hardwarebeschleunigung ist jedoch nicht immer die beste Lösung:

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Wenn Sie jedoch keine Qualitäts- oder Stabilitätsprobleme haben, dann schalten Sie einfach den Turbo ein!