مدونة الشركة حول هل FPGA أفضل من CPU؟

هل FPGA أفضل من CPU؟

FPGA (مجموعات بوابة قابل للبرمجة في الحقل) و CPUs (وحدات المعالجة المركزية) لها اختلافات كبيرة في الميزات وحالات التطبيق ،لذلك ليس من الممكن مقارنة مباشرة أيهما أفضلفيما يلي مقارنة مفصلة بين FPGA و CPU:

الاختلافات المعمارية:
1، FPGA (Field Programmable Gate Array) هو جهاز منطق قابل للبرمجة يمكن فيه تغيير تكوين البوابات المنطقية وبالتالي برمجة لأداء وظائف مختلفة.هذا يجعل FPGAs مرنة للغاية وقابلة للتخصيصخاصةً للتطبيقات التي تتطلب أداءً مرتفعًا وفترة تأخير منخفضة واستهلاك طاقة منخفض.
2، وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، من ناحية أخرى ، هي معالج مصمم لتنفيذ مجموعة محددة من التعليمات ، وتشمل بنيتها أجزاء مثل جهاز تحكم ، و Cache و ALU وما إلى ذلك.وحدة المعالجة المركزية لديها قدرة محدودة على الحوسبة المتوازية، لأن وحدات الحسابات لا تمثل نسبة كبيرة من الهيكل الكلي.

خصائص الأداء:
1- فائدة الـ FPGAs (XC7K410T-L2FFG900I)هي بنيتها بدون تعليمات، لا تحتاج إلى ذاكرة مشتركة، مما يؤدي إلى كفاءة طاقة عالية. معدل FPGAs يميل إلى أن يكون منخفضا، في نطاق بضع مئات من ميغابايت،ولكن من خلال قدراتهم على التنفيذ بالتوازي وتصميم الدوائر المخصصةفي بعض العمليات أو مهام معالجة البياناتيمكن لـ FPGAs تحقيق سرعات معالجة أسرع من وحدة المعالجة المركزية من خلال التنفيذ الموازي وتصميم الدائرة المخصصة.
2من ناحية أخرى، تتفوق وحدة المعالجة المركزية على تشغيل برامج وأنظمة تشغيل معقدة، مما يوفر درجة عالية من المرونة والتنوع. عادة ما تكون وحدة المعالجة المركزية ذات تردد كبير للجهاز الرئيسي،التي يمكن أن تصل إلى عدة غيغاهرتز، وهي معالجات ذات غرض عام قادرة على تشغيل أنظمة التشغيل ومرنة للغاية.المعالجات المركزية هي خيار أفضل.

البرمجة و سهولة الاستخدام:
1، FPGAs (AGFA008R16A2I2V)تعتبر برامج FPGAs معقدة نسبياً ويمكن أن تتطلب معرفة وأدوات متخصصة لاستخدامها بفعالية. وهذا يجعل FPGAs أكثر تكلفة من حيث دورات التطوير والتكاليف.
2من ناحية أخرى، تحتوي وحدة المعالجة المركزية على نظام بيئي أكثر نضجاً في البرمجة وأدوات تطوير أسهل في الاستخدام، مما يتيح للمطورين تطوير وتوزيع التطبيقات بشكل أسرع.

سيناريوهات التطبيق:
1، FPGA (5SGXEA4H1F35I2G)مناسبة بشكل خاص للحاجة إلى سيناريوهات الحوسبة المخصصة عالية الأداء ، وانخفاض فترة التأخير ومعالجة حجم البيانات الكبير ، مثل معالجة الإشارة ، معالجة الصور ،معالجة البيانات الكبيرة.
2، تعد وحدة المعالجة المركزية أكثر ملاءمة للمناظر التي تتطلب درجة عالية من المرونة والتنوع ، مثل تشغيل برامج معقدة وأنظمة تشغيل وما إلى ذلك.

شركة شينزن مينغجيادا الإلكترونية المحدودةhttps://www.integrated-ic.com/) هو مورّد طويل الأمد لرقائق FPGA ورقائق CPU، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
XC7K410T-L2FFG900I
XC7VX330T-2FFG1157I
XC7S50-1CSGA324Q
AGFA008R16A2I2V
AGFA012R24C3E3E
AGFA014R24B1E1V
AGFA027R25A2E4F
5SGXEA4H1F35I2G
5SGXEA4H3F35I3G
5SGXEA4H2F35I3G

في الختام ، كل من FPGA و CPU لديه مزاياه الفريدة والسيناريوهات المطبقة. عند اختيار أي تكنولوجيا لاستخدامها ،هناك حاجة إلى النظر الشامل على أساس احتياجات التطبيق المحددة، متطلبات الأداء، ميزانية التكاليف، وعوامل أخرى.ويمكن حتى استخدام FPGA وCPUs في تركيبة لإعطاء اللعب الكامل لمزاياهما الخاصة وتحقيق تصميم نظام أكثر كفاءة ومرونة.