O que é aceleração de hardware e quando usar?

A maioria dos eletrônicos modernos, sejam computadores, celulares ou mesmo TVs, utilizam uma unidade central de processamento, a CPU, para realizar cálculos e possibilitar a execução das tarefas. Basicamente tudo o que é realizado nesses dispositivos passa pela CPU, mas nem sempre isso é o ideal — devido à maneira que opera, o processador faz os cálculos de maneira mais "generalizada", não entregando o melhor desempenho em certos momentos. É nessa brecha que entra a aceleração de hardware.

• O que é hardware?
• Como saber quantos núcleos tem o seu processador

O que é aceleração de hardware?

Resumidamente, a aceleração de hardware é o processo pelo qual o processamento de certas funcionalidades de um dispositivo são removidas da CPU e encaminhadas para um chip dedicado, especializado naquela tarefa. Um dos usos mais conhecidos da aceleração de hardware é o das placas de vídeo, responsáveis pelo processamento de jogos e outros processos gráficos intensos.

Antes da invenção das Unidades de Processamento Gráfico (GPUs), todo o processamento gráfico era realizado pela CPU, na chamada aceleração de software. Como resultado, o sistema apresentava baixo desempenho, especialmente em games. A chegada das placas de vídeo não apenas resolveu essa limitação, turbinando a performance, como ainda possibilitou a implementação de novos efeitos visuais e tecnologias.

A aceleração de hardware também não está vinculada necessariamente a um chip inteiro, também podendo ser delegada a partes específicas do componente — um dos casos mais recentes é o do Ray Tracing acelerado por hardware. O recurso busca imitar o comportamento da luz em jogos e ambientes tridimensionais disparando milhões de raios por pixel da tela, que rebatem pela cena coletando informações das superfícies e da posição dos objetos para poder aplicar os efeitos de luz.

Como a descrição sugere, a técnica é extremamente pesada e exigiria muito poder de processamento dos núcleos tradicionais da placa de vídeo. Para reduzir o impacto, foram criados núcleos dedicados para Ray Tracing, que realizam os cálculos de rebatimento e possibilitam então a aplicação do efeito em tempo real nos jogos, enquanto reduzem drasticamente o tempo necessário para gerar uma cena 3D em aplicativos profissionais.

Tethering e outros exemplos de aceleração de hardware

Existem outros exemplos diversos de funcionalidades que tiram proveito da aceleração de hardware, incluindo o tethering, em que o tráfego de dados de redes com ou sem fio, como o Wi-Fi, o Bluetooth ou mesmo USB, é gerenciado exclusivamente pelo chip dedicado, sem apoio da CPU. Ou mesmo o áudio de computadores, em que placas de som aceleram o processamento de áudio para oferecer maior qualidade sonora.

Fora isso, também estão inclusos o processamento de Inteligência Artificial em aceleradores de IA, a criptografia de dados em chips de segurança e, em ambientes mais técnicos, os FPGAs (Field Programmable Gate Array) e os ASICs (Application-Specific Integrated Circuits). Basicamente, os FPGAs são placas de circuitos que podem ser programadas para acelerar o processamento de uma tarefa determinada pelo usuário, enquanto os ASICs são placas já desenvolvidas para um propósito em específico.

A aceleração de hardware, independente do tipo, costuma entregar resultados significativamente superiores de desempenho quando ativada. No geral, a recomendação é de que o recurso seja sempre ativado, justamente pelos ganhos que oferece. Dito isso, dependendo das configurações do seu dispositivo, a funcionalidade nem sempre pode ter bons resultados, ocasionando engasgos, travamentos e problemas semelhantes.

Um desses casos, que podem ocorrer em computadores com configurações mais básicas, é a aceleração de hardware utilizada pelo Google Chrome. Se você percebe problemas de desempenho durante o uso do navegador, é possível que a aceleração de hardware seja a responsável, se estiver ativada. Nessa situação, a recomendação é desativá-la, acessando Configurações -> Sistema -> Avançado e então desabilitando a opção "Usar aceleração de hardware quando disponível".

Fonte: OmniSci