Prírodou inšpirované algoritmy

Hardware HALu

HAL a hardware

HAL nie je primárne určený ako akademický príklad umelého života, je primárne cielený ako vývojový nástroj na generovanie výpočtových prvkov s prvkom tolerancie asynchrónnych operácií a chybovosti.

Keď vytvárame software, uvažujeme na aký hardware ho budeme implementovať. Je to logické, preto i HAL vyžaduje svojský hardware, aby pracoval efektívne.

Programovateľná logika (usudzovanie)

Súčasný hardware, ktorý pokrýva požiadavky HAL je veľmi blízky tomu, čo používame v práci programovateľnej logiky, predovšetkým ako som už spomenul v minulej kapitole v programovateľných hradlových poliach. (FPGAs - Field Programmable Gate Arrays)

„Programovateľná logika“ je hardware, ktorý môže rozumne, racionálne a efektívne simulovať virtuálne akýkoľvek elektronický obvod.

Ako vieme, je možné simulovať virtuálne elektronický obvod na akomkoľvek obyčajnom počítači, áno, je to pravda, ale rozdiel je, že v programovateľných hradlových poliach veľa komponentov môže byť spracovávaných v celku a že komponenty (zložky), ktoré sú vedľa seba v danom modeli môžu byť umiestnené blízko seba na doske plošných spojov. Tieto rozdiely znamenajú, že obvod môže byť simulovaný efektívne.

V hradle programovateľných hradlových poliach sú čipy zásadne mriežky Boolovských logických brán, spojených spolu do siete. Niektoré programovateľné hradlové polia sú LUT založené a dovoľujú kompletizovať programovateľnosť logických brán. Pozn. LUT (look-up table) je hlavná zložka každej kombinačnej logickej časti logickej bunky.

Keďže systémy programovateľných hradlových brán ponúkajú vlastnosť spojiť sa s externým pamäťovým zariadením, každá logická brána má klopný obvod, resp. dva, ktoré ukladajú lokálny stav danej brány. Je to väčšinou táto lokálna distribuovaná pamäť, ktorú HAL zamestnáva, pretože prístup do externej pamäte je príliš pomalý.

Programovateľné hradlové brány sú väčšinou používané pri prototypovaní dizajnu masovo vyrábaných čipov. V skutočnosti dovoľujú navrhovať svoju vlastnú počítačovú architektúru veľmi racionálne a jednoducho.

Systémy programovateľných hradlových brán nie sú len veľmi lacné ale prichádzajú s cenou až do takej úrovne, kde sú cenovo dostupné pre väčšinu ľudí, ktorí sa zaujímajú o vývoj vlastnej dosky plošných spojov.

Obchod s týmito systémami je v stave explozívneho nárastu. Niektorí pozorovatelia v priemysle hovoria, že dokážu vytvoriť revolúciu v systémových dizajnoch redukciou nákladov na vývoj, takže každý, kto chce, sa môže virtuálne pridať.

Software návrhári často bližšie pristupujú k základnému hardware, programátori majú oveľa lepšiu šancu na vývoj architektúry, ktorá pokrýva ich cieľový problém lepšie, než to majú urobiť s pravdepodobne všeobecnejším počítačom, kompletne s von-Neumanovými obmedzeniami.

Niektorí ľudia predpokladajú, že programovateľná logika bude úspešná v hľadaní cesty v zákutiach tradičných procesorov, kde môže byť určená na výkonné vypočítavanie, kde vysoká rýchlosť je dôležitá a je schopná vytvoriť určený obvod na zdokonaľovanie úloh, kde sme predtým doplácali. Toto môže znamenať, že určený DSP (Digital Signal Procesor) ako samostatná jednotka vykonáva dekódovanie, modifikáciu farieb a jasu, videodekompresia môže byť softwarovo načítaná na dosku plošného spoja, keď bude potrebná, radšej než ju máme umiestniť do ďalšej kvôli miestu na doske.

Ako, kedy a kto rozšíri tieto sny programovateľných návrhov, ktoré čakajú stať sa skutočnosťou, však ešte nie je každopádne jasné.