Τι είναι η επεξεργασία ροής;

Η επεξεργασία ροής είναι μια ιδέα προγραμματισμού υπολογιστών και μηχανικών υπολογιστών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχεδιασμό εφαρμογών και συστημάτων υλικού.Όταν χρησιμοποιείται η επεξεργασία ροής, τα δεδομένα οργανώνονται σε ρεύματα που στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε κόμβους ή επεξεργαστές που χειρίζονται τα δεδομένα στο ρεύμα, μετά τα οποία τα δεδομένα συνεχίζονται κατά μήκος της διαδρομής, ώστε άλλοι κόμβοι να μπορούν να τους χειριστούν.Στο τέλος του ρεύματος, τα δεδομένα τοποθετούνται στη μνήμη ή μεταβιβάζονται σε μια εφαρμογή τελικού χρήστη για χρήση.Ένα σύστημα ή μια εφαρμογή που χρησιμοποιεί επεξεργασία ροής λειτουργεί πιο αποτελεσματικά όταν οι πληροφορίες ρεύματος παράγονται με συνέπεια από μία ή περισσότερες πηγές, καθιστώντας την αποτελεσματική για την επεξεργασία ψηφιακού σήματος (DSP), την απεικόνιση και τα γραφικά ή την κυκλοφορία δικτύου υψηλής ζώνης.Η πιο διαδεδομένη πρακτική εφαρμογή της επεξεργασίας ροής είναι η παραγωγή καρτών γραφικών υπολογιστών, στις οποίες οι επεξεργαστές ροής είναι ενσωματωμένοι στο υλικό γραφικών για να βοηθήσουν στην εκτέλεση πολλαπλών λειτουργιών σε εισερχόμενα δεδομένα γραφικών, όπως συστοιχίες κορυφών.

Η βάση για την επεξεργασία ροής περιστρέφεται γύρω απόΗ έννοια των δεδομένων ως ρεύματος.Αντί να αντλούν πληροφορίες από διαφορετικές πηγές ή να παρεμποδίζουν μηνύματα από έναν μηχανισμό διακοπής, σχηματίζεται μια ροή δεδομένων όταν η πληροφορία συσχετίζεται με κάποια διαδικασία σε μία μόνο γραμμή που ονομάζεται ρεύμα.Τα στοιχεία δεδομένων μπορούν να ποικίλουν, αλλά το ρεύμα γενικά αποτελείται από μπλοκ των ίδιων τύπων στοιχείων που μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία διαδοχικά.Τα δεδομένα μπορούν να μεταβιβαστούν σε έναν άλλο κόμβο για περισσότερη επεξεργασία.Για τη μέγιστη απόδοση, οι κόμβοι προορίζονται να είναι μικρές λειτουργίες που φορτώνονται και εκτελούνται απευθείας στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), χρησιμοποιώντας καταχωρητές και άμεση πρόσβαση μνήμης (DMA) για ταχύτητα.Εάν οι πληροφορίες μέσα στο ρεύμα μπορούν να σταθούν μόνοι τους και δεν εξαρτώνται από το αποτέλεσμα των λειτουργιών ενός μόνο κόμβου, τότε μπορούν να πραγματοποιηθούν πολλαπλές λειτουργίες στο ρεύμα ταυτόχρονα, παρέχοντας ταυτόχρονα τον μεταγλωττιστή προγράμματος με συμβουλές που μπορούν να επιτρέψουν πολύ αποτελεσματικές βελτιστοποιήσεις.

Η επεξεργασία ροής είναι γενικά μια καλή λύση για καταστάσεις στις οποίες τα δεδομένα παράγονται σταθερά και ωθούνται στο ρεύμα με μια εφαρμογή ή μια συσκευή, όπως κάμερα, εξωτερικό αισθητήρα ή σύνδεση δικτύου.Πολλές κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν επεξεργαστές ροής για να μετατρέψουν γρήγορα τα δεδομένα που εισέρχονται μέσω ενός αγωγού γραφικών σε μια παραδοθείσα εικόνα.Ορισμένες κάρτες γραφικών έχουν πολλαπλούς επεξεργαστές ή κόμβους ενσωματωμένους στο υλικό της κάρτας, οπότε η επεξεργασία ροής μπορεί να εμφανιστεί γρήγορα και μερικές φορές ταυτόχρονα, όπως συχνά είναι επιθυμητό όταν χρησιμοποιούνται shaders για τρισδιάστατα (3D) γραφικά.