什么是可重构计算？(reconfigurable computing?)
可重构计算是一个应用于多种计算选项的术语。可重构计算机是一种计算机体系结构芯片和组件可以根据需要更换为其他组件的计算机。或者，芯片和组件可以不同地重新排列和连接在一起，以便执行不同的功能并遵循不同的数据流安排。可重构计算机可能包含也可能不包含通用计算机处理单元（CPU），可能具有多个CPU，或者仅由专用集成电路和现场可编程门阵列运行。有些人将可重构计算称为混合计算、并行计算、流水线计算或高性能计算。
现场可编程门阵列（FPGA）计算机可以具有CPU来执行平台和网络功能，或者可以在可重构计算机中独立执行所有CPU功能。这些FPGA是计算机逻辑组件，可以在各种布线设置中聚集在一起，产生不同的功能和数据流，并且可以随时重新组织为新的布局。这种灵活性为专门的计算任务提供了最大的原始计算能力，并提高了通用计算机的速度能力。在替代方案中，FPGA可以通过硬件特定语言在并行计算中反复重新编程，以产生不同的数据流路径和并行管道数据操作。
混合计算被认为是可重构计算，因为它涉及一个通用CPU核心，与特定用途的应用程序核心相匹配，从而提高某些计算功能的能力和速度。这些特定于应用的核心可以是FPGA，由用户重新配置，或可重新配置数据处理阵列（RDPA）。此外，PCI Express®计算机扩展卡可以在主板内部添加，也可以在其自身的机柜外部添加，以增强图形或信号卡功能。可重构计算就是为特殊任务提供高性能选项。
可重构计算系统优于通用计算的原因是，可重构系统提供了这样的性能灵活性。可重构系统可以在执行前、功能集之间或几乎在执行过程中的任何时间通过指令的位流进行动态更改。这些重新配置可以在逻辑系统的另一部分正在计算其他任务时进行。使用软件执行任务与使用可重构计算的灵活性执行相同的任务之间存在很大的速度差异，同时消耗更少的电力。
在科学界、学术界、军事界和商业界，许多领域的研究都在推进可重构计算实践。这项研究的大部分目的是在操作系统中产生更好的开销管理。以相关的方式，正在研究将任务委托给主机CPU和逻辑FPGA的选择。此外，还强调了FPGA在科学和军事领域的视频、信号和网络处理以及医学领域的生物信息学领域的优化策略。
- 发表于 2021-12-14 15:10
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