Ce este procesarea fluxului?

Procesarea fluxului este un concept de programare și inginerie informatică care poate fi utilizat pentru a proiecta aplicații și sisteme hardware. Când se utilizează procesarea fluxului, datele sunt organizate în fluxuri care sunt apoi transmise nodurilor sau procesoarelor care manipulează datele din flux, după care datele continuă de-a lungul căii, astfel încât alte noduri să le poată manipula. La sfârșitul fluxului, datele sunt plasate în memorie sau transmise unei aplicații de utilizator final pentru utilizare. Un sistem sau o aplicație care utilizează procesarea fluxului funcționează cel mai eficient atunci când informațiile fluxului sunt generate în mod constant de una sau mai multe surse, făcându-l eficient pentru procesarea semnalului digital (DSP), imagini și grafică sau trafic de rețea cu lățime de bandă mare. Cea mai răspândită aplicație practică a procesării fluxului este în producția de plăci grafice pentru computer, în care procesoarele de flux sunt încorporate în hardware-ul grafic pentru a ajuta la efectuarea mai multor operațiuni asupra datelor grafice primite, cum ar fi matricele vertex.

Baza procesării fluxului se învârte în jurul conceptului de date ca flux. În loc să extragă informații din surse disparate sau să intercepteze mesaje dintr-un mecanism de întrerupere, un flux de date este format atunci când informațiile sunt adunate printr-un proces într-o singură linie numită flux. Elementele de date pot varia, dar fluxul constă în general din blocuri de aceleași tipuri de elemente care pot fi procesate secvenţial.

Procesoarele sau nodurile utilizate în procesarea fluxului acceptă un flux și efectuează o operațiune dată asupra datelor, după care datele pot fi trecute către un alt nod pentru mai multe procesări. Pentru o eficiență maximă, nodurile sunt destinate să fie mici funcții care sunt încărcate și executate direct pe unitatea centrală de procesare (CPU), folosind registre și acces direct la memorie (DMA) pentru viteză. Dacă informațiile din flux pot fi de sine stătătoare și nu se bazează pe rezultatul operațiunilor unui singur nod, atunci mai multe operații pot fi efectuate simultan pe flux, oferind, de asemenea, compilatorului programului indicii care pot permite optimizări foarte eficiente.

Procesarea fluxului este, în general, o soluție bună pentru situațiile în care datele sunt generate în mod constant și introduse în flux de către o aplicație sau un dispozitiv, cum ar fi o cameră, un senzor extern sau o conexiune la rețea. Multe plăci grafice folosesc procesoare de flux pentru a transforma rapid datele care vin printr-o conductă grafică într-o imagine redată, rasterizată. Anumite plăci grafice au mai multe procesoare sau noduri încorporate în hardware-ul plăcii, astfel încât procesarea fluxului poate avea loc rapid și uneori simultan, așa cum este adesea de dorit atunci când shadere-urile sunt utilizate pentru grafica tridimensională (3D).