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Un système de traitement spécialisé est un système informatique ou une partie d’un système plus vaste conçu et optimisé pour effectuer une tâche spécifique ou un ensemble de tâches étroitement liées de manière extrêmement efficace. Il est construit avec du matériel et des logiciels adaptés à ce créneau, sacrifiant souvent les capacités générales au profit de performances supérieures dans son domaine d'expertise.
Voici quelques exemples avec explications :
* Unité de traitement graphique (GPU) : Ceci est un exemple classique. Les GPU sont des processeurs massivement parallèles optimisés pour manipuler et modifier la mémoire afin d'accélérer la création d'images dans un tampon d'image destiné à être sorti sur un périphérique d'affichage. Bien qu'ils *peuvent* être utilisés pour l'informatique à usage général (GPGPU), leur principale force et leur conception résident dans l'accélération du rendu graphique, de l'encodage/décodage vidéo et d'autres tâches visuelles gourmandes en calcul. Ils excellent dans les tâches qui peuvent être décomposées en de nombreuses opérations parallèles indépendantes.
* Réseau prédiffusé programmable sur site (FPGA) : Les FPGA sont des puces qui peuvent être reconfigurées après fabrication. Leur architecture permet aux concepteurs de créer des circuits matériels personnalisés adaptés à une application spécifique, conduisant à des performances hautement optimisées pour des tâches telles que le traitement du signal (par exemple dans les télécommunications ou les radars), les réseaux de données à haut débit et la cryptographie. Un FPGA destiné au traitement d’images serait très différent d’un FPGA conçu pour la modélisation financière.
* Circuit intégré spécifique à une application (ASIC) : Ce sont des puces conçues pour une fonction unique et très spécifique. Une fois qu'un ASIC est conçu et fabriqué, sa fonction est fixée. Ils offrent les performances et l'efficacité les plus élevées possibles pour leur application cible, mais ne sont pas flexibles. Les exemples incluent les ASIC de minage de Bitcoin (optimisés pour l'algorithme de hachage cryptographique SHA-256) ou les puces personnalisées dans un smartphone conçues spécifiquement pour le traitement d'images ou l'accélération de l'IA.
* Processeur de signal numérique (DSP) : Les DSP sont des microprocesseurs optimisés pour effectuer des calculs mathématiques sur des signaux numériques, tels que les données audio, vidéo et des capteurs. Ils sont largement utilisés dans les applications nécessitant un traitement du signal en temps réel, comme les codecs audio dans les smartphones, la suppression du bruit dans les écouteurs et les systèmes de contrôle numérique.
* Carte d'interface réseau (NIC) avec capacités de déchargement spécialisées : Une carte réseau standard déplace les données entre un ordinateur et un réseau. Cependant, certaines cartes réseau disposent d'un matériel spécialisé pour des tâches telles que le déchargement TCP/IP (traitement des protocoles réseau au niveau matériel), le déchargement iSCSI (pour les réseaux de stockage) ou même le chiffrement/déchiffrement. Cela décharge le traitement du processeur, améliorant ainsi les performances globales du réseau.
La caractéristique clé de tous ces exemples est leur spécialisation. Ce ne sont pas des ordinateurs à usage général; ils excellent dans leur domaine spécifique en sacrifiant la flexibilité et potentiellement une certaine généralité. Cette conception ciblée permet des performances supérieures, une efficacité énergétique ou un coût inférieur par rapport à l'utilisation d'un processeur à usage général pour effectuer la même tâche.
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