Reconfigurable computingReconfigurable computing is a computer architecture combining some of the flexibility of software with the high performance of hardware by processing with very flexible high speed computing fabrics like field-programmable gate arrays (FPGAs). The principal difference when compared to using ordinary microprocessors is the ability to make substantial changes to the datapath itself in addition to the control flow. On the other hand, the main difference from custom hardware, i.e.
Field-programmable gate arrayA field-programmable gate array (FPGA) is an integrated circuit designed to be configured after manufacturing. The FPGA configuration is generally specified using a hardware description language (HDL), similar to that used for an application-specific integrated circuit (ASIC). Circuit diagrams were previously used to specify the configuration, but this is increasingly rare due to the advent of electronic design automation tools. FPGAs contain an array of programmable logic blocks, and a hierarchy of reconfigurable interconnects allowing blocks to be wired together.
Circuit logique programmableUn circuit logique programmable ou PLD (Programmable Logical Device), est un circuit intégré logique qui peut être programmé après sa fabrication. Il se compose de nombreuses cellules logiques élémentaires contenant des bascules logiques librement connectables. L'utilisateur doit donc programmer le circuit avant de l'utiliser. Les différentes logiques de programmation (unique, reprogrammable) et d'architecture ont conduit à la création de sous-familles dont les plus connues sont les FPGA et les CPLD.
Système sur une pucethumb|Puce ARM Exynos sur le smartphone Nexus S de Samsung. Un système sur une puce, souvent désigné dans la littérature scientifique par le terme anglais (d'où son abréviation SoC), est un système complet embarqué sur un seul circuit intégré (« puce »), pouvant comprendre de la mémoire, un ou plusieurs microprocesseurs, des périphériques d'interface, ou tout autre composant nécessaire à la réalisation de la fonction attendue.
Architecture de processeurUne architecture externe de processeur ou architecture de jeu d'instructions (ISA, de l'anglais instruction set architecture), ou tout simplement architecture (de processeur), est la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine. L'architecture comprend notamment la donnée d'un jeu d'instructions, d'un ensemble de registres visibles par le programmeur, d'une organisation de la mémoire et des entrées sorties, des modalités d'un éventuel support multiprocesseur, etc.
Accélération matérielleL'accélération matérielle consiste à confier une fonction spécifique effectuée par le processeur à un circuit intégré dédié qui effectuera cette fonction de façon plus efficace. Pendant longtemps, les calculs effectués par les ordinateurs grand public étaient entièrement pris en charge par le processeur central (CPU). Or, ce processeur s'avérait insuffisant dans un certain nombre de domaines. On eut l'idée de créer des circuits plus efficaces que le processeur pour ces tâches afin de le décharger.
Programmable logic arrayA programmable logic array (PLA) is a kind of programmable logic device used to implement combinational logic circuits. The PLA has a set of programmable AND gate planes, which link to a set of programmable OR gate planes, which can then be conditionally complemented to produce an output. It has 2N AND gates for N input variables, and for M outputs from PLA, there should be M OR gates, each with programmable inputs from all of the AND gates. This layout allows for many logic functions to be synthesized in the sum of products canonical forms.
Réseau sur une puceNetwork-on-Chip ou Network-on-a-Chip (NoC or NOC) ou en français réseau sur une puce est une technique de conception du système de communication entre les cœurs sur les System on Chip (SoC). Les NoCs peuvent passer dans les domaines d'horloge synchrone ou asynchrone ou bien utiliser une logique de circuit asynchrone sans horloge. Le NoC applique les théories et méthodes de réseau aux communications à l'intérieur d'une puce et permet ainsi l'amélioration des performances par rapport aux interconnexions de bus et commutateur matriciel conventionnelles.
Xilinxthumb|FPGA Xilinx Spartan-3 (référence XC3S400) contenant portes logiques Xilinx (nom complet Xilinx, Inc.) est une entreprise américaine de semi-conducteurs. Inventeur du FPGA, Xilinx fait partie des plus grandes entreprises spécialisées dans le développement et la commercialisation de composants logiques programmables, et des services associés tels que les logiciels de CAO électroniques, blocs de propriété intellectuelle réutilisables et formation. Le , AMD annonce son intention de racheter Xilinx.
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
Programmable Array LogicProgrammable Array Logic (PAL) is a family of programmable logic device semiconductors used to implement logic functions in digital circuits introduced by Monolithic Memories, Inc. (MMI) in March 1978. MMI obtained a registered trademark on the term PAL for use in "Programmable Semiconductor Logic Circuits". The trademark is currently held by Lattice Semiconductor. PAL devices consisted of a small PROM (programmable read-only memory) core and additional output logic used to implement particular desired logic functions with few components.
Gate arrayA gate array is an approach to the design and manufacture of application-specific integrated circuits (ASICs) using a prefabricated chip with components that are later interconnected into logic devices (e.g. NAND gates, flip-flops, etc.) according to custom order by adding metal interconnect layers in the factory. It was popular during the upheaval in the semiconductor industry in the 1980s, and its usage declined by the end of the 1990s.
Architecture matériellevignette|Architecture matérielle d'un processeur Intel Core2. vignette|Architecture matérielle d'un Cyclops64 (BlueGene/C). L’architecture matérielle décrit l’agencement interne de composants électroniques ainsi que leurs interactions. Le terme interne employé ici permet de bien faire la différence avec l’architecture (externe) de processeur (ou architecture de jeu d'instruction), qui s'intéresse à la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine.
Outilthumb|Une boîte à outils en bois des années 1950. Un outil est un objet physique utilisé par un être vivant directement, ou par l'intermédiaire d'une machine, afin d'exercer une action le plus souvent mécanique, ou thermique, sur un élément d'environnement à traiter (matière brute, objet fini ou semi-fini, être vivant, etc). Il améliore l'efficacité des actions entreprises ou donne accès à des actions impossibles autrement. Beaucoup procurent un avantage mécanique en fonctionnant selon le principe d'une machine simple, comme la pince-monseigneur, qui exploite le principe du levier.
Performances (informatique)En informatique, les performances énoncent les indications chiffrées mesurant les possibilités maximales ou optimales d'un matériel, d'un logiciel, d'un système ou d'un procédé technique pour exécuter une tâche donnée. Selon le contexte, les performances incluent les mesures suivantes : Un faible temps de réponse pour effectuer une tâche donnée Un débit élevé (vitesse d'exécution d'une tâche) L'efficience : faible utilisation des ressources informatiques : processeur, mémoire, stockage, réseau, consommation électrique, etc.
Calcul hétérogèneHeterogeneous computing refers to systems that use more than one kind of processor or core. These systems gain performance or energy efficiency not just by adding the same type of processors, but by adding dissimilar coprocessors, usually incorporating specialized processing capabilities to handle particular tasks. Usually heterogeneity in the context of computing referred to different instruction-set architectures (ISA), where the main processor has one and other processors have another - usually a very different - architecture (maybe more than one), not just a different microarchitecture (floating point number processing is a special case of this - not usually referred to as heterogeneous).
AlteraAltera est un fabricant de composants reprogrammables (FPGA, CPLD). Dans ce domaine, il est en concurrence avec Xilinx, Actel, Lattice ou encore Atmel (appartenant à Microchip depuis ). Altera est aussi à l'origine du processeur softcore NIOS et du bus Avalon. Le , Intel annonce le rachat d'Altera pour 16,7 milliards de dollars. Le titre est retiré le 24 décembre 2015. MAX 3000A MAX 7000 : annoncé en 1991 MAX II : annoncé 2004 MAX IIZ : annoncé le MAX V : annoncé le MAX 10 : disponible depuis 2015 Avalon est un bus informatique développé par la société Altera et destiné à l'implémentation sur du matériel programmable (FPGA).
Microprocesseur multi-cœurvignette|Un processeur quad-core AMD Opteron. vignette|L’Intel Core 2 Duo E6300 est un processeur double cœur. Un microprocesseur multi-cœur (multi-core en anglais) est un microprocesseur possédant plusieurs cœurs physiques fonctionnant simultanément. Il se distingue d'architectures plus anciennes (360/91) où un processeur unique commandait plusieurs circuits de calcul simultanés. Un cœur (en anglais, core) est un ensemble de circuits capables d’exécuter des programmes de façon autonome.
Unité arithmétique et logiqueL'unité arithmétique et logique (UAL, en anglais arithmetic–logic unit, ALU), est l'organe de l'ordinateur chargé d'effectuer les calculs. Le plus souvent, l'UAL est incluse dans l'unité centrale de traitement ou le microprocesseur. Elle est constituée d'un circuit à portes logiques. Les UAL peuvent être spécialisées ou pas. Les UAL élémentaires calculent sur des nombres entiers, et peuvent effectuer les opérations communes, que l'on peut séparer en quatre groupes : Les opérations arithmétiques : addition, soustraction, changement de signe, etc.
Calcul intensifLe terme Calcul intensif (ou Calcul Haute Performance) - en anglais : High-performance computing (HPC) - désigne les activités de calculs réalisés sur un supercalculateur, en particulier à des fins de simulation numérique et de pré-apprentissage d'intelligences artificielles. Le calcul intensif rassemble l'administration système (réseau et sécurité) et la programmation parallèle en un champ multidisciplinaire qui combine l'électronique numérique, le développement d'architectures informatiques, la programmation système, les langages informatiques, l'algorithmique et les techniques de calcul.
